(57)【要約】【課題】互いに視認性の異なる複数種類の光を発生させることが可能な半導体発光素子を提供する。【解決手段】半導体発光素子１Ａは、レーザ素子部１０ＡおよびＬＥＤ素子部１０Ｂを、互いに同一の基板１１０上に備えたものである。レーザ素子部１０ＡおよびＬＥＤ素子部１０Ｂの間には、イオン打ち込み層１０Ｃが設けられ、これによりレーザ素子部１０Ａへの電流狭窄がなされる。レーザ素子部１０ＡおよびＬＥＤ素子部１０Ｂにおいて、活性層１１３を含む半導体層と、ｐ側電極１１７およびｎ側電極１１８とが、互いに共通の層として連続的に設けられている。ＬＥＤ素子部１０Ｂでは、電流値に応じてリニアにＬＥＤ光が放出される。レーザ素子部１０Ａでは、電流値が比較的低い状態ではＬＥＤ光を放出される一方、電流値がある値を超えると、誘導放出によりレーザ光が放出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザを有する第１の素子部および発光ダイオードを有する第２の素子部が互いに同一の基板上に形成されている
半導体発光素子。
【請求項２】
互いに対向する一対の端面を有し、
前記一対の端面のうち一方の端面はその全域で低反射面となっており、
他方の端面は、前記第１の素子部に対応する領域で高反射面、前記第２の素子部に対応する領域で低反射面となっている
請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記第１の素子部および前記第２の素子部は、活性層を含むと共に互いに同一の材料により構成された半導体層を有する
請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記半導体層は、前記第１の素子部と前記第２の素子部との間で連続的に設けられ、
前記第１の素子部および前記第２の素子部同士の境界付近に、イオン打ち込み層、不純物拡散層または絶縁膜が形成されている
請求項３に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記半導体層は、前記基板の側から順に第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層を含み、
前記第１の素子部および前記第２の素子部同士の間に、前記半導体層のうち前記第２導電型半導体層の一部を分断する溝部が設けられている
請求項３に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記溝部に、第１導電型の半導体または誘電体が埋め込まれている
請求項５に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記半導体層は、前記基板側から順に第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層を含み、
前記第１の素子部および前記第２の素子部同士の間に、前記半導体層のうちの少なくとも前記第２導電型半導体層および前記活性層を分断する溝部が設けられている
請求項３に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記第１の素子部は、前記第２導電型半導体層の上部が第１のリッジ、前記第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層の下部が第２のリッジをそれぞれ形成してなる
請求項７に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記基板上に、ブラッグ反射層と、前記基板の側から順に第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層を含む半導体層とが設けられている
請求項３に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記ブラッグ反射層は、前記第２導電型半導体層上に設けられている
請求項９に記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記基板の裏面に第１電極、前記半導体層上に第２電極がそれぞれ設けられ、
前記第１電極および前記第２電極のうちの少なくとも一方は、発光波長に対して透明であるか、または複数の光取り出し用の開口を有する
請求項３に記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
前記第１電極が、発光波長に対して透明であるか、または複数の光取り出し用の開口を有すると共に、前記基板は、発光波長に対して透明である
請求項１１に記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
前記基板の裏面に第１電極、前記半導体層上に第２電極がそれぞれ設けられ、
前記第２電極は、前記第１の素子部および前記第２の素子部同士の間で共通の層として連続的に設けられている
請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項１４】
前記基板の裏面に第１電極、前記半導体層上に第２電極がそれぞれ設けられ、
前記第２電極は、前記第１の素子部および前記第２の素子部同士の間で互いに独立して設けられている
請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項１５】
前記第１の素子部は、上面発光型の半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER）である
請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項１６】
前記第２の素子部は、共振器型発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ：Resonant-Cavity Light Emitting Diode）である
請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項１７】
前記前側端面および前記後側端面を除いた側面が、低反射面となっている
請求項３に記載の半導体発光素子。
【請求項１８】
基板上に、半導体レーザを有する第１の素子部と発光ダイオードを有する第２の素子部とを、互いに同一のまたは異なる半導体層を成長させることにより形成する
半導体発光素子の製造方法。
【請求項１９】
一対の端面を形成する工程と、
前記一対の端面のうち、一方の端面の全域に低反射率コートを施すと共に、他方の端面に対して、前記第１の素子部に対応する領域では高反射率コート、前記第２の素子部に対応する領域では低反射率コートをそれぞれ施す工程と
を含む請求項１８に記載の半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のテールランプやストップランプ等の光源に好適に利用される半導体発光素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電球や蛍光管に代わる照明あるいは表示用光源として、半導体発光素子を用いた光源が多く製品化されている。半導体発光素子は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）と半導体レーザに大別されるが、照明用途や表示用途に利用されているのは主に発光ダイオードである。発光ダイオードが用いられるアプリケーションとしては、例えば、車両用灯具、駅のホーム等に使用される電光表示装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）のバックライト、信号機に使用される表示灯等が挙げられる。一方、半導体レーザは、光ディスク、レーザビームプリンタおよびレーザポインタ等、主に測定用途として用いられている（例えば、特許文献１）。また最近では、半導体レーザの高出力化が進み、レーザマーカーや溶接等の加工用途や、半導体レーザを光源として用いたプロジェクタ等、高出力半導体レーザを利用したアプリケーションが発表されている。
【０００３】
ところが、半導体レーザから発振するレーザ光には、スペックルと呼ばれる特有の斑点模様が発生することが知られている。レーザ光は、拡散反射する面に照射されると、その面の各点において拡散反射することにより不規則な位相関係で干渉し合う。この現象は、人間の眼にぎらついた斑点状の模様、即ちスペックルとして認識され、絵や文字を視認する際に不快な印象を与えてしまう。このため、半導体レーザについては、照明用途や表示用途として積極的に使用されていないのが実状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３０２８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上記のような発光ダイオードが用いられる照明の一例として、自動車のテールランプおよびストップランプ（ブレーキランプ）について考える。テールランプは、夜間、追尾のために常時点灯するものであり、ストップランプは、ブレーキを踏んだ際に一時的に点灯するものである。これらのランプにはいずれも、赤色の発光ダイオードが用いられることが多いが、ストップランプについては、後続車への警告を促すべく、テールランプよりも目立つように点灯させる必要がある。このためには、例えばテールランプよりもストップランプを高出力とすればよいが、赤色光は視感度が低く、出力の変化を明るさによって認識することが困難である。そのため、赤色光は一般的に視認度が低い。
【０００６】
加えて、ストップランプのような警告用ランプの点灯は、テールランプのような常時灯と異なり、安全上の観点から、遠方であっても、またいずれの角度方向からでも視認し易いことが望ましい。
【０００７】
即ち、例えば通常表示と、何らかの警告や通知等の周囲に対して特に目立たせたい表示とを両立させる光源として、互いに視認性の異なる複数種類の光を発生させることが可能な半導体発光素子の実現が望まれている。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、互いに視認性の異なる複数種類の光を発生させることが可能な半導体発光素子およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の半導体発光素子は、半導体レーザを有する第１の素子部および発光ダイオードを有する第２の素子部が互いに同一の基板上に形成されているものである。
【００１０】
本発明の半導体発光素子の製造方法は、基板上に、半導体レーザを有する第１の素子部と発光ダイオードを有する第２の素子部とを、互いに同一のまたは異なる半導体層を成長させることにより形成するものである。
【００１１】
本発明の半導体発光素子では、第１の素子部では主に誘導放出により光（レーザ光）が発せられる一方、第２の素子部では自然放出により光が発せられる。これらのうちレーザ光は、互いに干渉し易いコヒーレント光である。このようなコヒーレント光は、物体面上で拡散反射されると、スペックルと呼ばれる斑点模様を生じるものであるが、その一方で、一点に焦点を結びにくいという性質を有している。このような性質により、誘導放出によるコヒーレント光は、自然放出による光（インコヒーレント光）に比べ、近視や遠視等の個人の視力によらず、また遠方や様々な角度方向においても視認され易くなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の半導体発光素子および半導体発光素子の製造方法によれば、半導体レーザを有する第１の素子部と、発光ダイオードを有する第２の素子部とを備えるようにしたので、第２の素子部からの光と、この光よりも視認性の高い光（第１の素子部からの光）とを同時に放出させることができる。即ち、レーザ光特有の性質を利用して、互いに視認性の異なる複数種類の光を発生させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子の概略構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した半導体発光素子の側面図であり、（Ａ）はフロント端面、（Ｂ）はリヤ端面の側からそれぞれみたものである。
【図３】図１に示した半導体発光素子の製造方法を工程順に表す断面図である。
【図４】図３に続く工程を表す断面図である。
【図５】レーザおよびＬＥＤにおけるＬ−Ｉ特性を表すものである。
【図６】レーザ光およびＬＥＤ光の発光スペクトルを表すものである。
【図７】変形例１に係る半導体発光素子の概略構成を表す断面図である。
【図８】変形例２に係る半導体発光素子の概略構成を表す断面図である。
【図９】変形例３に係る半導体発光素子の概略構成を表す断面図である。
【図１０】変形例４に係る半導体発光素子の概略構成を表す断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子の概略構成を表す断面図である。
【図１２】図１１に示した半導体発光素子の側面図であり、（Ａ）はフロント端面、（Ｂ）はリヤ端面の側からそれぞれみたものである。
【図１３】図１１に示した半導体発光素子の製造方法を工程順に表す断面図である。
【図１４】図１３に続く工程を表す断面図である。
【図１５】変形例５に係る半導体発光素子の概略構成を表す断面図である。
【図１６】変形例６に係る半導体発光素子の概略構成を表す断面図である。
【図１７】変形例７に係る半導体発光素子の概略構成を表す断面図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子の概略構成を表す断面図である。
【図１９】図１８に示した半導体発光素子の側面図であり、（Ａ）はフロント端面、（Ｂ）はリヤ端面の側からそれぞれみたものである。
【図２０】図１８に示した半導体発光素子の製造方法を工程順に表す断面図である。
【図２１】図２０に続く工程を表す断面図である。
【図２２】図２１に続く工程を表す断面図である。
【図２３】本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子の概略構成を表す断面図である。
【図２４】図２３に示した半導体発光素子の側面図であり、（Ａ）はフロント端面、（Ｂ）はリヤ端面の側からそれぞれみたものである。
【図２５】変形例８に係る半導体発光素子の概略構成を表す断面図である。
【図２６】本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子の概略構成を表す断面図である。
【図２７】図２６に示した半導体発光素子の側面図であり、（Ａ）はフロント端面、（Ｂ）はリヤ端面の側からそれぞれみたものである。
【図２８】本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子の概略構成を表す断面図である。
【図２９】本発明の第７の実施形態に係る半導体発光素子の概略構成を表す断面図である。
【図３０】変形例９に係る半導体発光素子の概略構成を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態：レーザ素子部およびＬＥＤ素子部をイオン打ち込み層を介して設けた例
２．変形例１：素子部間に不純物拡散層を設けた例
３．変形例２：素子部間に絶縁膜を設けた例
４．変形例３：ｐ側電極を素子部ごとに独立して設けた例
５．変形例４：外部リフレクタを設けた例
６．第２の実施の形態：レーザ素子部およびＬＥＤ素子部を溝部を介して設けた例
７．変形例５：溝部に逆型の半導体を埋め込んだ例
８．変形例６：溝部に誘電体を埋め込んだ例
９．変形例７：ｐ側電極を素子部ごとに独立して設けた例
１０．第３の実施の形態：レーザ素子部およびＬＥＤ素子部を溝部を介して設け、レーザ素子部に２段階リッジを形成した例
１１．第４の実施の形態：ｎ側にブラッグ反射層を設けた例
１２．変形例８：ｐ側にブラッグ反射層を設けた例
１３．第５の実施の形態：ｎ側からも光取り出しを行う例
１４．第６の実施の形態：レーザ素子部に上面発光型半導体レーザを用いた例
１５．第７の実施の形態：ＬＥＤ素子部に共振器型発光ダイオードを用いた例
１６．変形例９：側面に低反射率コートを施した例
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
［半導体発光素子１Ａの構成］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体発光素子（半導体発光素子１Ａ）の断面構造（ストライプ方向に直交する断面の構造、以下同様）を表すものである。図２（Ａ）は、半導体発光素子１Ａをフロント端面の側からみたものであり、図２（Ｂ）は、半導体発光素子１Ａをリヤ端面からみたものである。半導体発光素子１Ａは、各種照明や表示灯等に利用される光源であり、特に、警告用と通常用との２種類の表示が必要とされる光源、例えば自動車のテールランプとストップランプとの双方を兼ねたランプや工事現場で使用される表示灯等に好適なものである。この半導体発光素子１Ａは、主に一対の端面から発光が行われる、いわゆる端面発光（サイドエミッティング）型の発光素子である。
【００１６】
半導体発光素子１Ａは、レーザ素子部１０Ａ（第１の素子部）およびＬＥＤ素子部１０Ｂ（第２の素子部）を、互いに同一の基板１１０上に備えたものである。この半導体発光素子１Ａは、レーザ素子部１０Ａ（ここでは、１つ）およびＬＥＤ素子部１０Ｂ（ここでは、２つ）を交互に配置してなるアレイ構造を有している。これらのレーザ素子部１０ＡおよびＬＥＤ素子部１０Ｂの境界付近、即ちレーザ素子部１０Ａの両側にはイオン打ち込み層１０Ｃが設けられている。
【００１７】
レーザ素子部１０Ａは、共振器構造を有し、主に誘導放出により光を放出する半導体発光素子である。ＬＥＤ素子部１０Ｂは、自然放出により光を放出する半導体発光素子である。レーザ素子部１０Ａは、共振器長が例えば１０００μｍ、幅（ストライプ幅）が例えば５０μｍとなっている。ＬＥＤ素子部１０Ｂの幅は、例えば４５０μｍである。このようなレーザ素子部１０ＡおよびＬＥＤ素子部１０Ｂは、互いに同一の組成および厚みにより構成された半導体層（後述のバッファ層１１１〜ｐ側コンタクト層１１６を含むエピタキシャル成長層）を有している。本実施の形態では、この半導体層が、レーザ素子部１０ＡとＬＥＤ素子部１０Ｂとの間で、連続かつ一体的に形成されている。
【００１８】
基板１１０は、例えばｎ型ＧａＡｓより構成されている。この基板１１０上には、半導体層として、基板１１０の側から順に、バッファ層１１１、ｎ型クラッド層１１２、活性層１１３、ｐ型クラッド層１１４、保護層１１５およびｐ側コンタクト層１１６が積層されている。バッファ層１１１は、例えばｎ型ＧａＡｓおよびｎ型ＧａＩｎＰのうちの少なくとも一方からなり、厚みは例えば０．０３μｍである。ｎ型クラッド層１１２は、例えばｎ型ＡｌＩｎＰから構成されると共に、ｐ型クラッド層１１４は例えばｐ型ＡｌＩｎＰから構成され、厚みはそれぞれ例えば２．００μｍである。保護層１１５は例えばＧａＩｎＰからなり、厚みは例えば３０ｎｍである。ｐ側コンタクト層１１６は、例えばｐ型ＧａＡｓからなり、厚みは例えば０．２μｍである。ｎ型のドーパントとしては、例えばケイ素（Ｓｉ）やセレン（Ｓｅ）、ｐ型のドーパントとしては、例えば亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）およびベリリウム（Ｂｅ）等が挙げられる。
【００１９】
活性層１１３は、例えば単一量子井戸（ＳＱＷ：Single Quantum Well）構造または多重量子井戸（ＭＱＷ：Multi Quantum Well）構造を有し、例えば光ガイド層と障壁層とを含んで構成されている。ＭＱＷ構造の場合には、量子井戸層に隣接して複数の障壁層を更に備えていてもよい。光ガイド層は、例えばＡｌxＧａ1-xＩｎＰ（０＜ｘ≦１）、障壁層は例えばＡｌyＧａ1-yＩｎＰ（０＜ｙ≦１）からそれぞれ構成され、これらのＡｌ組成については、ｘ＜ｙの関係を満たしている。例えば、ＳＱＷ構造の場合、活性層１１３は、光ガイド層を一対の障壁層が上下から挟み込んだ積層構造となる。光ガイド層は、そのＡｌ組成が例えばｘ＝０であり、厚みは例えば１２ｎｍである。障壁層については、そのＡｌ組成が例えばｙ＝０．６であり、厚みは例えば０．１２μｍである。
【００２０】
このような積層構造を有する半導体層にキャリアを注入する電極として、ｐ側コンタクト層１１６上にはｐ側電極１１７（第２電極）、基板１１０の裏面に、ｎ側電極１１８（第１電極）がそれぞれ設けられている。これらのｐ側電極１１７およびｎ側電極１１８はいずれも、レーザ素子部１０Ａ、ＬＥＤ素子部１０Ｂとの間で共通の電極として連続的に設けられている。
【００２１】
イオン打ち込み層１０Ｃは、レーザ素子部１０Ａの一部とＬＥＤ素子部１０Ｂの一部とを電気的に絶縁して、レーザ素子部１０Ａへの電流を狭窄するものである。このイオン打ち込み層１０Ｃは、半導体層に例えばボロンイオン（Ｂ+）が埋め込まれて構成されており、例えば後述のイオンインプランテーションにより形成されるものである。イオン打ち込み層１０Ｃの深さ（厚み）の範囲は、具体的にはｐ型クラッド層１１４から保護層１１５およびｐ側コンタクト層１１６にかけてであるが、ｐ型クラッド層１１４については完全に貫通していないことが望ましい。完全に貫通してしまうと、ｐ側からのボロンイオンが深く注入されてｎ側と接触してしまい、その領域はダイオードとして機能せずにシリーズ抵抗が低くなり、電流が活性層に流れ込むことができなくなるためである。イオン打ち込み層１０Ｃの幅は例えば２５μｍとなっている。
【００２２】
（端面の構成）
上記のような半導体発光素子１Ａは、対向する一対の端面（フロント端面およびリヤ端面）を有し、これら一対の端面のそれぞれから光を放出するものである。これらのフロント端面およびリヤ端面は、ウェハプロセスにおける劈開面であり、レーザ素子部１０ＡおよびＬＥＤ素子部１０Ｂに共通の面となっている。これらの端面には、それぞれ所定の反射率となるようにコーティングが施されており、これにより、レーザ素子部１０Ａでは共振器構造が形成されて誘導放出による発光がなされ、ＬＥＤ素子部１０Ｂでは自然放出による発光がなされるようになっている。
【００２３】
具体的には、図２（Ａ）に示したように、フロント端面では、その全域（レーザ素子部１０ＡおよびＬＥＤ素子部１０Ｂ全体）が、低反射率コート１１ＦＡにより覆われている。一方、図２（Ｂ）に示したように、リヤ端面では、レーザ素子部１０Ａに対応する領域が高反射率コート１１ＲＢ、ＬＥＤ素子部１０Ｂに対応する領域が低反射率コート１１ＲＡによりそれぞれ覆われている。イオン打ち込み層１０Ｃについては、ＬＥＤ素子部１０Ｂと同様、フロント端面およびリヤ端面の双方において低反射率コート１１ＦＡ，１１ＲＡにより覆われていることが望ましい。このような低反射率コート１１ＦＡ，１１ＲＡおよび高反射率コート１１ＲＢは、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）やアモルファスシリコン（α-Ｓｉ）等からなる誘電体膜の単層あるいは多層構造から構成されている。これらの膜材料の屈折率や厚みにより、また積層構造によって、各反射率が制御されるようになっている。
【００２４】
［半導体発光素子１Ａの製造方法］
半導体発光素子１Ａは、例えば次のようにして製造することができる。即ち、まず、図３（Ａ）に示したように、基板１１０上に、上述した材料等よりなるバッファ層１１１、ｎ型クラッド層１１２、活性層１１３、ｐ型クラッド層１１４、保護層１１５およびｐ側コンタクト層１１６を、順次エピタキシャル成長させる。具体的には、ＭＯＶＰＥ（Metal-Organic vapor phase epitaxy）法やＭＯＣＶＤ（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition）法等の有機金属気相成長法を用いる。これにより、半導体発光素子１Ａの縦構造を有する半導体層を形成する。
【００２５】
続いて、図３（Ｂ）に示したように、形成したｐ側コンタクト層１１６上に、例えばフォトリソグラフィ法等を用いて、所定の領域（イオン打ち込み層１０Ｃの形成領域）に開口Ｍ１００を有するマスクＭ１を形成する。マスクＭ１は、次工程（イオンインプランテーション）において、所定の領域にのみイオンを打ち込むと共に、他の領域（レーザ素子部１０ＡおよびＬＥＤ素子部１０Ｂの形成領域）を保護するために設けられるものである。このマスクＭ１の構成材料としては、アルミニウム（Ａｌ）等の金属を用いることが望ましい。この際、具体的には、アルミニウム等の金属膜をｐ側コンタクト層１１６上に例えば蒸着法やスパッタ法等により成膜したのち、フォトレジストを用いたパターニングにより、開口Ｍ１００を形成する。
【００２６】
次いで、図３（Ｃ）に示したように、マスクＭ１を用い、イオンインプランテーションにより例えばボロンイオン（Ｂ+）を打ち込む。マスクＭ１の開口Ｍ１００に対応する領域では、ボロンイオンはｐ型クラッド層１１４にまで到達する。こののち、図３（Ｄ）に示したように、マスクＭ１を除去することにより、イオン打ち込み層１０Ｃを形成する。
【００２７】
続いて、図４（Ａ）に示したように、ｐ側コンタクト層１１６上に、ｐ側電極１１７を例えば蒸着法により形成する。こののち、基板１１０の裏面にラッピングを施し、この裏面にｎ側電極１１８を形成することにより、半導体発光素子用ウェハを形成する。続いて、形成したウェハをストライプ方向と垂直方向に劈開することにより一対の端面（フロント端面およびリヤ端面）を形成する。
【００２８】
最後に、図４（Ｂ）に示したように、半導体発光素子１Ａのフロント端面の全域に、反射率が例えば７〜１５％程度となるように、上述した誘電体膜を例えば蒸着法やスパッタ法等を用いてコーティングすることにより、低反射率コート１１ＦＡを形成する。リヤ端面については、図４（Ｃ）に示したように、レーザ素子部１０Ａに対応する領域において、反射率が例えば９０〜９５％程度となるように、上記と同様の方法を用いてコーティングすることにより、高反射率コート１１ＲＢを形成する。一方、リヤ端面のＬＥＤ素子部１０Ｂにおいては、反射率が例えば７〜１５％程度となるように、上記と同様の方法を用いてコーティングすることにより、低反射率コート１１ＲＡを形成する。また、イオン打ち込み層１０Ｃには、フロント端面およびリヤ端面の双方に、低反射率コート１１ＦＡ，１１ＲＡを形成する。以上により、図１に示した半導体発光素子１Ａを完成する。
【００２９】
［半導体発光素子１Ａの作用］
半導体発光素子１Ａでは、ｐ側電極１１７およびｎ側電極１１８からキャリアが注入されると、レーザ素子部１０ＡおよびＬＥＤ素子部１０Ｂのそれぞれに流れ込む。このとき、イオン打ち込み層１０Ｃにはキャリアは流れ込むことができないため、レーザ素子部１０Ａにおいて電流が狭窄される。レーザ素子部１０Ａ及びＬＥＤ素子部１０Ｂに注入されたキャリアは活性層１１３に到達し、バンドギャップエネルギーに基づいた波長で再結合して発光する。以下、ＬＥＤ素子部１０Ｂおよびレーザ素子部１０Ａのそれぞれにおける発光作用について説明する。
【００３０】
（１．ＬＥＤ素子部１０Ｂによる発光）
ＬＥＤ素子部１０Ｂでは、活性層１１３で発生した光は、活性層１１３を伝播したのち、低反射率コート１１ＦＡで覆われたフロント端面あるいは低反射率コート１１ＲＡで覆われたリヤ端面に入射すると、その大部分の光がそのまま透過して素子外へ放出される。このとき、一部の光は反射され、反対側の端面に向けて進行するが、この反対側の端面において素子外へ放出される。当然、これらの端面同士の間で反射の繰り返しが起こり得るが、両端面ともに反射率が低いために、ほとんどの光は素子外部へ放出される。即ち、ＬＥＤ素子部１０Ｂからは、自然放出光（以下、ＬＥＤ光という）が放出される。このＬＥＤ光は、干渉性の低いインコヒーレント光である。
【００３１】
（２．レーザ素子部１０Ａによる発光）
レーザ素子部１０Ａでは、活性層１１３で発生した光は、フロント端面とリヤ端面との間で活性層１１３を伝播する。このとき、低反射率コート１１ＦＡで覆われたフロント端面に到達した光は、速やかに素子外へ取り出されるが、一部の光は反射されてリヤ端面側へと進行する。一方、高反射率コート１１ＲＢで覆われたリヤ端面に到達した光は、その大部分が反射され、その結果、フロント端面とリヤ端面の間では、幾度もの反射を繰り返すことになる。
【００３２】
このとき、活性層１１３内の光密度が低い状態では、レーザ素子部１０Ａにおいても、ＬＥＤ素子部１０Ｂと同様、フロント端面からＬＥＤ光が素子外部へ放出される。即ち、注入キャリアが少ない状態では、レーザ素子部１０ＡはＬＥＤ素子として機能する。
【００３３】
一方、注入キャリアが多くなり、伝導体の電子、価電子体のホールが増すと、再結合発光が多くなり自然放出光も増えていく。そのため、注入電流が増加するに従って、光密度が高くなり、その光子エネルギーによる伝導体の電子の強制的な遷移、いわゆる誘導放出遷移が始まる。言い換えると、注入キャリアが増大し、伝導体の電子、価電子体のホールが反転分布を形成すると、より誘導放出過程の遷移が多くなり、光の増幅現象を生じる。このとき、フロント端面とリヤ端面との間における反射の繰り返しによって、活性層１１３内の光密度が上昇すると、光の増幅が自然放出に打ち勝ち、誘導放出による光（以下、レーザ光という）を生じる（レーザ発振が起こる）。
【００３４】
ここで、本実施の形態では、ｐ側電極１１７、ｎ側電極１１８は、レーザ素子部１０Ａ、ＬＥＤ素子部１０Ｂとの間で共通の電極として連続的に設けられている。これにより、電流はレーザ素子部１０ＡおよびＬＥＤ素子部１０Ｂの双方に対して同時に流れ込む。このとき、電流量が低い状態では、レーザ素子部１０ＡおよびＬＥＤ素子部１０Ｂ共に、リニアにＬＥＤ光が放出される。この一方で、電流量が増加していくと、レーザ素子部１０Ａにおいて、上述したような誘導放出過程の遷移が自然放出よりも支配的になり、レーザ発振が起こる。即ち、ある一定の電流値（閾値電流）を超えると、ＬＥＤ素子部１０ＢからＬＥＤ光が放出されると同時に、レーザ素子部１０Ａからは、レーザ光が放出されるようになる。これにより、半導体発光素子１Ａ全体としての光出力が増加すると共に、ＬＥＤ光に混じってレーザ光が素子外へ取り出される。
【００３５】
一例として、レーザ素子部１０ＡおよびＬＥＤ素子部１０Ｂにおける電流に対する光出力の関係（Ｌ−Ｉ特性）を図５に示す。図５に示したように、ＬＥＤ素子部１０Ｂでは、電流の増加に伴い、ＬＥＤ光の出力がほぼリニアに増加する。これに対し、レーザ素子部１０Ａでは、電流値が低い状態（ここでは、２００ｍＡ程度以下の状態）では、若干の光出力が見られるだけで、ほとんど光が放出されないことがわかる。この段階では、レーザ素子部１０Ａから放出される光はＬＥＤ光である。ところが、レーザ素子部１０Ａでは、ある電流値（ここでは、２５０ｍＡ付近）を超えると、急激に光出力が増加する。この段階で放出される光がレーザ光である。
【００３６】
図６には、ＬＥＤ光およびレーザ光の発光スペクトルを示す。図６に示したように、ＬＥＤ光のスペクトルは半値幅（ＦＷＨＭ：full width half maximum）の広いガウシアン状のプロファイル（例えば、ＦＷＨＭ＝３０ｎｍ）となる。これに対し、レーザ光のスペクトルは半値幅の狭いデルタ関数状のプロファイル（例えば、ＦＷＨＭ＝２ｎｍ）となっている。また、ＬＥＤ光およびレーザ光は互いに同一組成の活性層から発せられた光であるが、このスペクトルでは、レーザ光の発光ピークがＬＥＤ光の発光ピークよりも長波長側にずれている。これは、レーザ素子部１０ＡとＬＥＤ素子部１０Ｂとの間で活性層における作用温度が異なっているためである。即ち、共振器構造を形成しているレーザ素子部１０Ａは、ＬＥＤ素子部１０Ｂよりも注入電流密度が高くなることから、活性層の作用温度が高くなる。このため、レーザ光はＬＥＤ光に比べ長波長側へずれる。勿論、各素子部間で、活性層の作用温度が同じである場合には、各発光ピークは同じになる。
【００３７】
また、本実施の形態では、レーザ素子部１０ＡとＬＥＤ素子部１０Ｂとの間、即ちレーザ素子部１０Ａの両側に、イオン打ち込み層１０Ｃが形成されている。これにより、イオン打ち込み層１０Ｃの直下の活性層１１３には、キャリアはほとんど注入されない。このため、イオン打ち込み層１０Ｃに対応する領域で発生する光は、自然放出による非常に弱い光である。従って、各端面におけるイオン打ち込み層１０Ｃに対応する領域に、低反射率コート１１ＦＡ，１１ＲＡが形成されていることにより、このような微弱な自然放出光をも取り出すことができる。
【００３８】
更に、このイオン打ち込み層１０Ｃに対応する領域では、注入キャリアも少なく、発光量も少ない上、イオン（ここでは、ボロンイオン）の打ち込み、および熱や光の吸収によって実効的な屈折率が変化し、この結果、レーザ素子部１０Ａとの間で屈折率差を生じる。これにより、レーザ素子部１０Ａでは、横方向における光閉じ込めが可能となる。よって、レーザ素子部１０Ａにおいて、横モードが安定し、よりレーザ発振が起こり易くなる。
【００３９】
以上のように、本実施の形態では、基板１１０上に、レーザ素子部１０ＡおよびＬＥＤ素子部１０Ｂを設けたので、電流値に応じて、ＬＥＤ光と同時にレーザ光を放出させることができる。これにより、半導体発光素子１Ａの光出力が増加すると共に、ＬＥＤ光と共にレーザ光を発生させることができる。
【００４０】
ここで、レーザ光は、ＬＥＤ光と異なり、干渉し易いコヒーレント光である。このようなコヒーレント光は、物体面上で拡散反射されると、スペックルと呼ばれる斑点模様を生じるものであるが、その一方で、一点に焦点を結びにくいという性質を有している。即ち、レーザ光（コヒーレント光）は、人間の網膜上に焦点を結ぶことができず、ＬＥＤ光（インコヒーレント光）に比べ、近視や遠視等の個人の視力によらず、また遠方や様々な角度方向においても視認され易い。よって、本実施の形態によれば、このようなレーザ光特有の性質を利用して、互いに視認性の異なる複数種類の光を発生させることが可能となる。
【００４１】
次に、上記第１の実施の形態の変形例（変形例１〜４）について説明する。以下では、上記第１の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４２】
＜変形例１＞
図７は、変形例１に係る半導体発光素子（半導体発光素子１Ｂ）の断面構造を表すものである。半導体発光素子１Ｂは、レーザ素子部１０ＡとＬＥＤ素子部１０Ｂとの境界付近に不純物拡散層１０Ｃ１が形成されていること以外は、上記第１の実施の形態と同様の構成となっている。不純物拡散層１０Ｃ１は、上記第１の実施の形態におけるイオン打ち込み層１０Ｃとほぼ同等の機能を有するものであり、この不純物拡散層１０Ｃ１により、レーザ素子部１０Ａへの注入電流が狭窄され、効率の良いレーザ発振を実現することができる。なお、この不純物拡散層１０Ｃ１の幅や深さについては、上記第１の実施の形態のイオン打ち込み層１０Ｃと同様である。このようにレーザ素子部１０ＡとＬＥＤ素子部１０Ｂとの境界付近に不純物拡散層１０Ｃ１を形成してもよく、この場合であっても、上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
【００４３】
＜変形例２＞
図８は、変形例２に係る半導体発光素子（半導体発光素子１Ｃ）の断面構造を表すものである。半導体発光素子１Ｃは、レーザ素子部１０ＡとＬＥＤ素子部１０Ｂとの境界付近に絶縁膜１０Ｃ２が配置されていること以外は、上記第１の実施の形態と同様の構成となっている。絶縁膜１０Ｃ２は、上記第１の実施の形態におけるイオン打ち込み層１０Ｃとほぼ同等の機能を有するものであり、この絶縁膜１０Ｃ２により、レーザ素子部１０Ａへの注入電流が狭窄され、効率の良いレーザ発振を実現することができる。このような絶縁膜１０Ｃ２は、例えば、ＳｉＯ2により構成されている。また、上述した手法により半導体層を形成したのち、この半導体層の選択的な領域に、例えばＣＶＤ法、蒸着法およびスパッタ法等の成膜技術と、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術とにより形成することができる。ｐ側電極１１７を形成する際には、この絶縁膜１０Ｃ２を覆うようにｐ側コンタクト層１１６の全面に形成する。この絶縁膜１０Ｃ２の厚みは、例えば０．２μｍであり、幅については、上記第１の実施の形態のイオン打ち込み層１０Ｃと同様となっている。このように、レーザ素子部１０ＡとＬＥＤ素子部１０Ｂとの境界付近に絶縁膜１０Ｃ２を形成してもよく、この場合であっても、上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
【００４４】
＜変形例３＞
図９は、変形例３に係る半導体発光素子（半導体発光素子１Ｄ）の断面構造を表すものである。半導体発光素子１Ｄでは、ｐ側の電極が、レーザ素子部１０ＡおよびＬＥＤ素子部１０Ｂごとに互いに独立して設けられていること以外は、上記第１の実施の形態と同様の構成となっている。即ち、レーザ素子部１０Ａでは、ｐ側コンタクト層１１６上にｐ側電極１１７Ａ、ＬＥＤ素子部１０Ｂでは、ｐ側コンタクト層１１６上にｐ側電極１１７Ｂがそれぞれ設けられている。
【００４５】
このように、レーザ素子部１０Ａにｐ側電極１１７Ａ、ＬＥＤ素子部１０Ｂにｐ側電極１１７Ｂがそれぞれ互いに独立して設けられていることにより、レーザ素子部１０ＡおよびＬＥＤ素子部１０Ｂを独立に駆動することが可能となる。これにより、ＬＥＤ光の発生とレーザ光の発生をそれぞれ独立して制御することができる。従って、半導体発光素子１Ｄの用途に応じて、ＬＥＤ光の出力とレーザ光の出力の組み合わせを自由に設定することができる。よって、上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができると共に、例えば表示用途に用いられる場合に、その必要とされる視認性に応じて、各光の出力を設定することが可能となる。
【００４６】
＜変形例４＞
図１０は、変形例４に係る半導体発光素子の断面構造を模式的に表すものである。この半導体発光素子は、上記第１の実施の形態の半導体発光素子１Ａの発光面に対向して光反射面を有するリフレクタ２を備えている。リフレクタ２は、半導体発光素子１Ａのサイド端面から放出された光を所望の方向（例えば、垂直方向）に立ち上げると共に、放出光を拡散反射させるために設けられるものである。端面発光型の半導体発光素子１Ａでは、レーザ光ＬＡおよびＬＥＤ光ＬＢは水平方向に放出されて使い勝手が悪いが、リフレクタ２を用いることにより、放出されたレーザ光ＬＡおよびＬＥＤ光ＬＢを上方に立ち上げ、使い勝手を良くすることができる。
【００４７】
＜第２の実施の形態＞
［半導体発光素子１Ｅの構成］
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る半導体発光素子（半導体発光素子１Ｅ）の断面構造を表すものである。図１２（Ａ）は、半導体発光素子１Ｅをフロント端面の側からみたものであり、図１２（Ｂ）は、半導体発光素子１Ｅをリヤ端面からみたものである。半導体発光素子１Ｅは、上記第１の実施の形態の半導体発光素子１Ａと同様、各種照明や表示灯等に利用される光源であり、主に一対の端面から発光が行われる端面発光型の発光素子である。なお、以下では、上記第１の実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４８】
半導体発光素子１Ｅは、上記第１の実施の形態と同様、レーザ素子部２０Ａ（第１の素子部）およびＬＥＤ素子部２０Ｂ（第２の素子部）を、互いに同一の基板１１０上に交互に配置してなるアレイ構造を有している。また、活性層１１３を含む半導体層（バッファ層１１１〜ｐ側コンタクト層１１６）についても、レーザ素子部２０ＡとＬＥＤ素子部２０Ｂとの間で、互いに同一の組成および厚みで構成されている。
【００４９】
但し、本実施の形態では、これらのレーザ素子部２０ＡおよびＬＥＤ素子部２０Ｂの境界付近、即ちレーザ素子部２０Ａの両側の領域に溝部２０Ｃが設けられている。即ち、本実施の形態では、半導体層が連続的に設けられた上記第１の実施の形態と異なり、溝部２０Ｃによって、半導体層の一部が分断された構造となっている。この溝部２０Ｃは、例えば後述のエッチングを用いて形成されるものである。
【００５０】
レーザ素子部２０Ａは、上記第１の実施の形態のレーザ素子部１０Ａと同様、主に誘導放出により光を放出する半導体発光素子であり、ＬＥＤ素子部２０Ｂは、上記第１の実施の形態のＬＥＤ素子部１０Ｂと同様、自然放出により光を放出する半導体発光素子である。レーザ素子部２０ＡおよびＬＥＤ素子部２０Ｂの幅等の寸法についても上記第１の実施の形態のレーザ素子部１０ＡおよびＬＥＤ素子部１０Ｂと同様となっている。
【００５１】
これらのレーザ素子部２０ＡおよびＬＥＤ素子部２０Ｂは、上述のように、互いに同一の組成および厚みで構成された半導体層を有するが、この半導体層における積層構造の一部は、上記第１の実施の形態と異なっている。即ち、基板１１０上には、半導体層として、基板１１０の側から順に、バッファ層１１１、ｎ型クラッド層１１２、活性層１１３、第１ｐ型クラッド層１１４ａ、エッチングストップ層１２０が積層されている。これらの層はいずれも、レーザ素子部２０ＡおよびＬＥＤ素子部２０Ｂにおいて連続的に形成されている。一方、エッチングストップ層１２０よりも上の層では、第２ｐ型クラッド層１１４ｂ、保護層１１５およびｐ側コンタクト層１１６が、溝部２０Ｃにより分断されて積層されている。
【００５２】
第１ｐ型クラッド層１１４ａおよび第２ｐ型クラッド層１１４ｂは、例えばｐ型ＡｌＩｎＰから構成され、第１ｐ型クラッド層１１４ａの厚みは例えば０．２５μｍ、第２ｐ型クラッド層１１４ｂの厚みは例えば０．５５μｍである。エッチングストップ層１２０は、溝部２０Ｃをエッチングにより形成する際に、溝部２０Ｃの深さ制御を行うためのものである。このエッチングストップ層１２０は、例えばＧａＩｎＰよりなり、厚みは例えば１５ｎｍである。
【００５３】
このような積層構造を有する半導体層にキャリアを注入する電極として、第２ｐ型クラッド層１１４ｂおよび保護層１１５の側面、ｐ側コンタクト層１１６の表面およびエッチングストップ層１２０の表面の一部を覆うように、ｐ側電極１２１が形成されている。言い換えると、ｐ側コンタクト層１１６上には、溝部２０Ｃを埋め込むように、ｐ側電極１２１が形成されている。一方、基板１１０の裏面には、ｎ側電極１１８が設けられている。これらのｐ側電極１２１およびｎ側電極１１８はいずれも、レーザ素子部２０Ａ、ＬＥＤ素子部２０Ｂとの間で共通の電極として連続的に設けられている。
【００５４】
溝部２０Ｃは、上記第１の実施の形態のイオン打ち込み層１０Ｃと同様、レーザ素子部２０Ａへの注入電流を狭窄するものであり、この溝部２０Ｃにより効率の良いレーザ発振を実現することが可能となる。この溝部２０Ｃの深さは、上述のように、エッチングストップ層１２０の配置に応じて設定され、例えば０．７８μｍである。溝部２０Ｃの幅は、例えば２５μｍである。
【００５５】
（端面の構成）
上記のような半導体発光素子１Ｅは、上記第１の実施の形態の半導体発光素子１Ａと同様、対向する一対の端面（フロント端面およびリヤ端面）のそれぞれから光を放出するものである。これらのフロント端面およびリヤ端面は、レーザ素子部２０ＡおよびＬＥＤ素子部２０Ｂに共通の面であり、上述したような反射率制御のためのコーティングがなされている。具体的には、図１２（Ａ）に示したように、フロント端面では、その全域が、低反射率コート２１ＦＡにより覆われている。一方、図１２（Ｂ）に示したように、リヤ端面では、レーザ素子部２０Ａに対応して高反射率コート２１ＲＢ、ＬＥＤ素子部２０Ｂに対応して低反射率コート２１ＲＡが形成されている。溝部２０Ｃに対応する領域については、上記第１の実施の形態のイオン打ち込み層１０Ｃの場合と同様の理由から、フロント端面およびリヤ端面の双方に低反射率コート２１ＦＡ，２１ＲＡが形成されていることが望ましい。但し、低反射率コート２１ＦＡ，２１ＲＡおよび高反射率コート２１ＲＢは、上記第１の実施の形態の低反射率コート１１ＦＡ，１１ＲＡおよび高反射率コート１１ＲＢと同様の手法により、その反射率制御がなされるようになっている。
【００５６】
［半導体発光素子１Ｅの製造方法］
半導体発光素子１Ｅは、例えば次のようにして製造することができる。即ち、まず、図１３（Ａ）に示したように、上記第１の実施の形態と同様の手法を用いて、基板１１０上に半導体層を形成する。具体的には、基板１１０上に、バッファ層１１１、ｎ型クラッド層１１２、活性層１１３、第１ｐ型クラッド層１１４ａ、エッチングストップ層１２０、第２ｐ型クラッド層１１４ｂ、保護層１１５およびｐ側コンタクト層１１６を順次形成する。
【００５７】
続いて、図１３（Ｂ）に示したように、ｐ側コンタクト層１１６の上面に、例えばフォトリソグラフィ法等を用いて、所定の領域（溝部２０Ｃの形成領域）に開口Ｍ１０１を有するマスクＭ２を形成する。マスクＭ２は、次工程（エッチング工程）において、所定の領域のみを選択的に除去すると共に他の領域（レーザ素子部２０ＡおよびＬＥＤ素子部２０Ｂの形成領域）を保護するために設けられるものである。このマスクＭ２の構成材料としては、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）等の誘電体を用いることが望ましい。この際、具体的には、ＳｉＯ2等の誘電体膜をｐ側コンタクト層１１６上に例えば蒸着法やスパッタ法等により成膜したのち、フォトレジストを用いたパターニングにより、開口Ｍ１０１を形成する。
【００５８】
次いで、図１３（Ｃ）に示したように、マスクＭ２を用いて、例えばウェットエッチング法によりエッチングを行う。これにより、開口Ｍ１０１に対応する領域において、エッチングストップ層１２０の表面に至るまでエッチングが進み、ｐ側コンタクト層１１６、保護層１１５および第２ｐ型クラッド層１１４ｂが順に除去される。このとき、エッチャントとしては、ｐ側コンタクト層１１６に対しては燐酸系、保護層１１５に対しては塩酸系や酢酸系、第２ｐ型クラッド層１１４ｂに対しては硫酸系をそれぞれ使用するとよい。硫酸系エッチャントを使用することにより、第２ｐ型クラッド層１１４ｂと、エッチングストップ層１２０との間においてエッチング選択性をとることができ、エッチングの進行をエッチングストップ層１２０で停止させることができる。このため、再現性に優れたエッチングが可能となる。こののち、図１３（Ｄ）に示したように、マスクＭ２をｐ側コンタクト層１１６上から除去することにより、溝部２０Ｃが形成される。
【００５９】
なお、エッチングとしては、上記ウェットエッチング法の他にも、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）等のドライエッチング法を用いるようにしてもよい。
【００６０】
続いて、図１４（Ａ）に示したように、ｐ側コンタクト層１１６上に、溝部２０Ｃを埋め込むように、ｐ側電極１２１を、例えば蒸着法により形成する。こののち、上記第１の実施の形態と同様、基板１１０の裏面をラッピング後、ｎ側電極１１８を形成したのち、劈開することにより一対の端面（フロント端面およびリヤ端面）を形成する。
【００６１】
最後に、図１４（Ｂ）に示したように、半導体発光素子１Ｅのフロント端面の全域に、上記第１の実施の形態と同様のコーティングにより、低反射率コート２１ＦＡを形成する。リヤ端面については、図１４（Ｃ）に示したように、レーザ素子部２０Ａに対応する領域に、上記と同様の方法を用いて、高反射率コート２１ＲＢを形成する一方、ＬＥＤ素子部２０Ｂに対応する領域に、低反射率コート２１ＲＡを形成する。また、溝部２０Ｃに対応する領域には、フロント端面およびリヤ端面の双方に、低反射率コート２１ＦＡ，２１ＲＡを形成する。以上により、図１１に示した半導体発光素子１Ｅを完成する。
【００６２】
［半導体発光素子１Ｅの作用］
半導体発光素子１Ｅでは、ｐ側電極１２１およびｎ側電極１１８からキャリアが注入されると、ＬＥＤ素子部２０Ｂでは、上記第１の実施の形態のＬＥＤ素子部１０Ｂと同様の発光作用により、各端面からＬＥＤ光が放出される。一方、レーザ素子部２０Ａでは、溝部２０Ｃにより電流が狭窄されると共に、注入された電流量に応じて、上記第１の実施の形態のレーザ素子部１０Ａと同様の発光作用により、各端面からレーザ光が放出される。
【００６３】
但し、本実施の形態では、レーザ素子部２０Ａの両側に溝部２０Ｃが設けられ、この溝部２０Ｃを埋め込むように、ｐ側電極１２１が形成されている。即ち、溝部２０Ｃにおいて、ｐ側電極１２１と、ｐ側コンタクト層１１６、保護層１１５および第２ｐ型クラッド層１１４ｂとがそれぞれ接合されている。ところが、この接合面の近傍では、ｐ型のドーパント濃度が薄く、いわゆるショットキー接合となるため、電流は流れない。そのため、溝部２０Ｃの直下における活性層１１３では、注入されるキャリアが少なくなる。このため、溝部２０Ｃに対応する領域で発生する光は、自然放出による非常に弱い光である。従って、各端面における溝部２０Ｃに対応する領域に、低反射率コート２１ＦＡ，２１ＲＡが形成されていることにより、このような微弱な自然放出光をも取り出すことができる。
【００６４】
また、溝部２０Ｃに対応する領域では、注入キャリアも少なく、発光量も少ない上、クラッド層（第１ｐ型クラッド層１１４ａ）が薄く、また熱や光の吸収によって実効的な屈折率が変化し、この結果、レーザ素子部２０Ａとの間で屈折率差を生じる。これにより、レーザ素子部２０Ａでは、横方向における光閉じ込めが可能となる。この溝部２０Ｃによる光閉じ込め効果は、上記第１の実施の形態におけるイオン打ち込み層１０Ｃによるものよりも大きくなる。よって、レーザ素子部２０Ａでは、上記第１の実施の形態のレーザ素子部１０Ａよりも、横モードが安定し、効率の良いレーザ発振が生じる。
【００６５】
以上のように、本実施の形態では、基板１１０上に、レーザ素子部２０ＡおよびＬＥＤ素子部２０Ｂを設けたので、上記第１の実施の形態と同様の作用原理により、ＬＥＤ光を放出させると同時にレーザ光を放出させることができる。よって、半導体発光素子１Ｅの光出力が増加すると共に、ＬＥＤ光と共にレーザ光を発生させることができる。即ち、上記第１の実施の形態とほぼ同等の効果を得ることができる。また、レーザ素子部２０ＡおよびＬＥＤ素子部２０Ｂ同士の間に溝部２０Ｃを形成したので、上記第１の実施の形態に比べ、レーザ光を効率良く取り出すことができる。
【００６６】
次に、上記第２の実施の形態の変形例（変形例５〜７）について説明する。以下では、上記第２の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００６７】
＜変形例５＞
図１５は、変形例５に係る半導体発光素子（半導体発光素子１Ｆ）の断面構造を表すものである。半導体発光素子１Ｆは、レーザ素子部２０ＡとＬＥＤ素子部２０Ｂとの間に設けられた溝部２０Ｃにｎ型半導体１２２が充填されていること以外は、上記第２の実施の形態の半導体発光素子１Ｆと同様の構成となっている。即ち、溝部２０Ｃには、溝部２０Ｃによって分断された半導体層（ここでは、第２ｐ型クラッド層１１４ａ、保護層１１５およびｐ側コンタクト層１１６）と逆型の半導体（ここでは、ｎ型半導体１２２）が充填されている。このｎ型半導体１２２は、溝部１０Ｃの形成後に、マスクＭ２を除去せずに、そのまま逆型の半導体層を成長させることにより形成することができる。これは、誘電体により構成されマスクＭ２上では共有結合できないので結晶成長が生じず、溝部１０Ｃのみに逆型の半導体層が成長するためである。なお、ｎ型半導体１２２を形成した後には、マスクＭ２を除去する。このように、溝部２０Ｃを、これに隣接する半導体層と逆型の半導体によって充填するようにしてもよい。この場合であっても、ｎ型半導体１２２により、レーザ素子部２０Ａへの電流が狭窄され、上記第２の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
【００６８】
＜変形例６＞
図１６は、変形例６に係る半導体発光素子（半導体発光素子１Ｇ）の断面構造を表すものである。半導体発光素子１Ｇは、レーザ素子部２０ＡとＬＥＤ素子部２０Ｂとの間に設けられた溝部２０Ｃに絶縁体１２３が充填されていること以外は、上記第２の実施の形態の半導体発光素子１Ｆと同様の構成となっている。このように、溝部２０Ｃを、絶縁体１２３によって充填するようにしてもよい。具体的には、マスクＭ２の除去後、全面に例えばＳｉＯ2よりなる絶縁膜を、溝部２０Ｃを埋めるように成膜する。その後、成膜した絶縁膜のうち溝部２０Ｃに埋め込まれた部分を保護するために、フォトリソグラフィ技術によりＳｉＯ2膜上にフォトマスクをパターニングする。続いて、エッチングを施すことにより、フォトマスクにより保護されていない絶縁膜を選択的に除去する。最後に、フォトマスクを除去することにより、図１６に示したような絶縁体１２３を形成する。この場合であっても、絶縁体１２３により、レーザ素子部２０Ａへの電流が狭窄され、上記第２の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
【００６９】
＜変形例７＞
図１７は、変形例７に係る半導体発光素子（半導体発光素子１Ｈ）の断面構造を表すものである。半導体発光素子１Ｈでは、ｐ側の電極が、レーザ素子部２０ＡおよびＬＥＤ素子部２０Ｂごとに互いに独立して設けられていること以外は、上記第２の実施の形態と同様の構成となっている。即ち、レーザ素子部２０Ａでは、ｐ側コンタクト層１１６上にｐ側電極１２４Ａ、ＬＥＤ素子部２０Ｂでは、ｐ側コンタクト層１１６上にｐ側電極１２４Ｂがそれぞれ設けられている。
【００７０】
このように、レーザ素子部２０Ａにｐ側電極１２４Ａ、ＬＥＤ素子部２０Ｂにｐ側電極１２４Ｂがそれぞれ互いに独立して設けられていることにより、レーザ素子部２０ＡおよびＬＥＤ素子部２０Ｂを独立に駆動することが可能となる。これにより、ＬＥＤ光の発生とレーザ光の発生をそれぞれ独立して制御することができる。よって、上記第２の実施の形態と同等の効果を得ることができると共に、上記変形例３と同等の効果を得ることができる。
【００７１】
なお、上記第２の実施の形態の半導体発光素子１Ｅは、端面発光型であるため、上記変形例４と同様のリフレクタ２を用いて、半導体発光素子１Ｅから放出される光を上方に立ち上げるようにしてもよい。
【００７２】
＜第３の実施の形態＞
［半導体発光素子１Ｊの構成］
図１８は、本発明の第３の実施形態に係る半導体発光素子（半導体発光素子１Ｊ）の断面構造を表すものである。図１９（Ａ）は、半導体発光素子１Ｊをフロント端面の側からみたものであり、図１９（Ｂ）は、半導体発光素子１Ｊをリヤ端面からみたものである。半導体発光素子１Ｊは、上記第１の実施の形態の半導体発光素子１Ａと同様、各種照明や表示灯等に利用される光源であり、主に一対の端面から発光が行われる端面発光型の発光素子である。以下では、上記第１の実施の形態および第２の実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００７３】
半導体発光素子１Ｊは、上記第１および第２の実施の形態と同様、レーザ素子部３０Ａ（第１の素子部）およびＬＥＤ素子部３０Ｂ（第２の素子部）を、互いに同一の基板１１０上に交互に配置してなるアレイ構造を有している。また、活性層１１３を含む半導体層（バッファ層１１１〜ｐ側コンタクト層１１６）についても、レーザ素子部３０ＡとＬＥＤ素子部３０Ｂとの間で、互いに同一の組成および厚みで構成されている。更に、半導体層は、上記第２の実施の形態の半導体発光素子１Ｅと同様の積層構造を有すると共に、溝部３０Ｃによって、レーザ素子部３０ＡとＬＥＤ素子部３０Ｂとの間で分断されている。この溝部３０Ｃは、上記第２の実施の形態と同様、エッチングを用いて形成されるものである。
【００７４】
但し、本実施の形態では、溝部２０Ｃが半導体層の一部を分断してなる上記第２の実施の形態と異なり、溝部３０Ｃが基板１１０の表面まで貫通しており、レーザ素子部３０ＡとＬＥＤ素子部３０Ｂとを完全に分断している。また、レーザ素子部３０Ａは、互いに幅の異なる２段のリッジ（上部リッジＲ１および下部リッジＲ２）から構成されている。溝部３０Ｃは、２段階のエッチングによって形成され、これにより、上部リッジＲ１および下部リッジＲ２が形成されるようになっている。
【００７５】
レーザ素子部３０Ａは、上記第１の実施の形態のレーザ素子部１０Ａと同様、主に誘導放出により光を放出する半導体発光素子であり、ＬＥＤ素子部３０Ｂは、上記第１の実施の形態のＬＥＤ素子部１０Ｂと同様、自然放出により光を放出する半導体発光素子である。レーザ素子部３０Ａの共振器長は、例えば１０００μｍであり、幅（下部リッジＲ２の幅に同じ）は例えば７０μｍとなっている。ＬＥＤ素子部３０Ｂの幅は、例えば４５０μｍである。
【００７６】
上部リッジＲ１は、半導体積層構造のうち、上側の層（ここでは、第１ｐ型クラッド層１１４ａ、保護層１１５、および第２ｐ型クラッド層１１４ｂ）によって形成され、電流狭窄層として機能するものである。下部リッジＲ２は、上部リッジＲ１よりも幅（ストライプ幅）が広くなっていると共に、積層構造のうちの下側の層（ここでは、バッファ層１１１、ｎ型クラッド層１１２、活性層１１３およびエッチングストップ層１２０）によって形成されている。上部リッジＲ１の幅は、例えば５０μｍであり、下部リッジＲ２の幅は、例えば７０μｍである。下部リッジＲ２において上部リッジＲ１から露出した領域（片側）ａの幅は例えば１０μｍとなっている。
【００７７】
このようなレーザ素子部３０ＡおよびＬＥＤ素子部３０Ｂにキャリアを注入する電極として、ｐ側コンタクト層１１６上に、レーザ素子部３０Ａではｐ側電極１３０Ａ、ＬＥＤ素子部３０Ｂではｐ側電極１３０Ｂがそれぞれ設けられている。即ち、本実施の形態では、ｐ側の電極が、レーザ素子部３０ＡおよびＬＥＤ素子部３０Ｂごとに互いに独立して設けられている。一方、基板１１０の裏面には、ｎ側電極１１８が設けられている。
【００７８】
溝部３０Ｃは、レーザ素子部３０ＡとＬＥＤ素子部３０Ｂとを基板１１０上において分断するものであり、この溝部３０Ｃにより効率の良いレーザ発振を実現することが可能となる。この溝部３０Ｃの深さは、例えば約２．４μｍである。
【００７９】
（端面の構成）
上記のような半導体発光素子１Ｊは、上記第１の実施の形態の半導体発光素子１Ａと同様、対向する一対の端面（フロント端面およびリヤ端面）のそれぞれから光を放出するものである。これらのフロント端面およびリヤ端面は、レーザ素子部３０ＡおよびＬＥＤ素子部３０Ｂに共通の面であり、上述したような反射率制御のためのコーティングがなされている。具体的には、図１９（Ａ）に示したように、フロント端面では、その全域が、低反射率コート３１ＦＡにより覆われている。一方、図１９（Ｂ）に示したように、リヤ端面では、レーザ素子部３０Ａに対応して高反射率コート３１ＲＢ、ＬＥＤ素子部３０Ｂに対応して低反射率コート３１ＲＡが形成されている。但し、低反射率コート３１ＦＡ，３１ＲＡおよび高反射率コート３１ＲＢは、上記第１の実施の形態の低反射率コート１１ＦＡ，１１ＲＡおよび高反射率コート１１ＲＢと同様の手法により、その反射率制御がなされるようになっている。
【００８０】
［半導体発光素子１Ｊの製造方法］
半導体発光素子１Ｊは、例えば次のようにして製造することができる。即ち、まず、図２０（Ａ）に示したように、上記第１の実施の形態と同様の手法を用いて、基板１１０上に半導体層を形成する。具体的には、基板１１０上に、バッファ層１１１、ｎ型クラッド層１１２、活性層１１３、第１ｐ型クラッド層１１４ａ、エッチングストップ層１２０、第２ｐ型クラッド層１１４ｂ、保護層１１５およびｐ側コンタクト層１１６を順次形成する。
【００８１】
続いて、図２０（Ｂ）に示したように、ｐ側コンタクト層１１６の上面の所定の領域（溝部３０Ｃの形成領域）に開口Ｍ１０２を有してなるマスクＭ３を形成する。マスクＭ３は、次工程（１回目のエッチング工程）において、所定の領域の第２ｐ型クラッド層１１４ｂ、保護層１１５およびｐ側コンタクト層１１６を選択的に除去し、他の領域を保護するために設けられるものである。このマスクＭ３は、上記第２の実施の形態で用いたマスクＭ２と同様の材料および手法を用いて形成することができる。
【００８２】
次いで、図２０（Ｃ）に示したように、マスクＭ３を用いて、例えばウェットエッチング法によりエッチング（１回目のエッチング）を行う。これにより、開口Ｍ１０２に対応する領域において、エッチングストップ層１２０の表面に至るまでエッチングが進み、ｐ側コンタクト層１１６、保護層１１５および第２ｐ型クラッド層１１４ｂが順に除去される。なお、この際に使用するエッチャントとしては、上記第２の実施の形態と同様のものが挙げられる。こののち、図２０（Ｄ）に示したように、マスクＭ３をｐ側コンタクト層１１６上から除去することにより、上部リッジＲ１を形成する。
【００８３】
続いて、図２１（Ａ）に示したように、ｐ側コンタクト層１１６上に、上記１回目のエッチングにより形成された上部リッジＲ１の上面および側面を覆うように、マスクＭ４を形成する。マスクＭ４には、所定の領域（溝部３０Ｃの形成領域）に開口Ｍ１０３が設けられている。このマスクＭ４は、次工程（２回目のエッチング工程）において、所定の領域のバッファ層１１１、ｎ型クラッド層１１２、活性層１１３、第１ｐ型クラッド層１１４ａおよびエッチングストップ層１２０を除去し、他の領域を保護するために設けられるものである。このマスクＭ４は、上記第２の実施の形態で用いたマスクＭ２と同様の材料および手法を用いて形成することができるが、その開口Ｍ１０３の幅は、上記開口Ｍ１０２よりも狭くなるように形成する。
【００８４】
次いで、図２１（Ｂ）に示したように、マスクＭ４を用いて、例えばウェットエッチング法によりエッチング（２回目のエッチング）を行う。これにより、開口Ｍ１０３に対応する領域において、基板１１０の表面に至るまでエッチングが進み、エッチングストップ層１２０、第１ｐ型クラッド層１１４ａ、活性層１１３、ｎ型クラッド層１１２およびバッファ層１１１が順に除去される。このとき、エッチャントとしては、エッチングストップ層１２０および活性層部１１３に対しては塩酸系や酢酸系、第１ｐ型クラッド層１１４ａ、ｎ型クラッド層１１２およびバッファ層１１１に対しては硫酸系をそれぞれ使用するとよい。硫酸系エッチャントを使用することにより、ｎ型クラッド層１１２と、基板１１０あるいはバッファ層１１１との間でエッチング選択性をとることができ、エッチングを基板１１０あるいはバッファ層で停止させることができる。よって、再現性に優れたエッチングが可能となる。こののち、図２１（Ｃ）に示したように、マスクＭ４をｐ側コンタクト層１１６上から除去することにより、下部リッジＲ２が形成されると共に、溝部３０Ｃが形成される。
【００８５】
なお、１回目および２回目のエッチングでは、上記ウェットエッチング法の他にも、反応性イオンエッチング等のドライエッチング法を用いるようにしてもよい。
【００８６】
続いて、図２２（Ａ）に示したように、ｐ側コンタクト層１１６上に、レーザ素子部３０Ａではｐ側電極１３０Ａ、ＬＥＤ素子部３０Ｂではｐ側電極１３０Ｂをそれぞれ、例えば蒸着法により形成する。こののち、上記第１の実施の形態と同様、基板１１０の裏面をラッピング後、ｎ側電極１１８を形成したのち、劈開することにより一対の端面（フロント端面およびリヤ端面）を形成する。
【００８７】
最後に、図２２（Ｂ）に示したように、半導体発光素子１Ｊのフロント端面の全域に、上記第１の実施の形態と同様のコーティングにより、低反射率コート３１ＦＡを形成する。リヤ端面については、図２２（Ｃ）に示したように、レーザ素子部３０Ａに対応する領域に、上記と同様の方法を用いて、高反射率コート３１ＲＢを形成する一方、ＬＥＤ素子部３０Ｂに対応する領域に、低反射率コート３１ＲＡを形成する。以上により、図１８に示した半導体発光素子１Ｊを完成する。
【００８８】
［半導体発光素子１Ｊの作用］
半導体発光素子１Ｊでは、ＬＥＤ素子部３０Ｂにおいて、ｐ側電極１３０Ｂおよびｎ側電極１１８からキャリアが注入されると、上記第１の実施の形態のＬＥＤ素子部１０Ｂと同様の作用原理により、各端面からＬＥＤ光が放出される。一方、レーザ素子部３０Ａでは、ｐ側電極１３０Ａおよびｎ側電極１１８からキャリアが注入されると、リッジＲ１により電流が狭窄されると共に、上記第１の実施の形態のレーザ素子部１０Ａと同様の作用原理により、各端面からレーザ光が放出される。
【００８９】
但し、本実施の形態では、レーザ素子部３０Ａの両側に溝部３０Ｃが設けられ、この溝部３０Ｃは基板１０の表面まで完全に貫通しているため、溝部３０Ｃに対応する領域には活性層１１３が存在せず、発光は生じない。また、この溝部３０Ｃにより、レーザ素子部３０ＡおよびＬＥＤ素子部３０Ｂとの間で活性層１１３が分断されることにより、各素子間でのキャリアの流れ込み、光の干渉、モード競合、位相整合等がなくなる。よって、レーザ素子部３０ＡおよびＬＥＤ素子部３０Ｂ共に、非常に安定した作用がなされる。
【００９０】
また、レーザ素子部３０Ａは、上部リッジＲ１および下部リッジＲ２から構成され、ｐ側電極１３０Ａはｐ側コンタクト層１１６の間でしかオーミックがとれないため、ｐ側コンタクト層１１６の幅、即ち上部リッジＲ１にしか電流は流れない。なお、ｐ側電極１３０Ａは保護層１１５、第２ｐ型クラッド層１１４ｂおよびエッチングストップ層１２０の側面部分を覆うように形成されていてもよい。このような場合であっても、上記第２の実施の形態で説明したように、ショットキー接合となるため、電流は流れない。このため、下部リッジＲ２における領域ａでは、注入キャリアも少なく、発光量も少ない上、クラッド層（第１ｐ型クラッド層１１４ａ）が薄く、また熱や光の吸収によって実効的な屈折率が変化し、横方向における光閉じ込めが可能となる。このような２段階リッジ構造（溝部３０Ｃ）による光閉じ込め効果は、上記第１の実施の形態におけるイオン打ち込み層１０Ｃによるものよりも大きくなる。よって、レーザ素子部３０Ａでは、上記第１の実施の形態のレーザ素子部１０Ａよりも、横モードが安定し、効率の良いレーザ発振が生じる。
【００９１】
更に、本実施形態では、レーザ素子部３０ＡとＬＥＤ素子部３０Ｂとの間で、ｐ側電極は互いに独立に形成されていることにより、電流はレーザ素子部３０Ａ、ＬＥＤ素子部３０Ｂのそれぞれに互いに独立に流れ込む。これにより、ＬＥＤ光の発生とレーザ光の発生をそれぞれ独立して制御することができる。従って、半導体発光素子１Ｊの用途に応じて、ＬＥＤ光の出力とレーザ光の出力の組み合わせを自由に設定することができる。よって、例えば表示用途に用いられる場合に、その必要とされる視認性に応じて、各光の出力を設定することが可能となる。
【００９２】
以上のように、本実施の形態では、基板１１０上に、レーザ素子部３０ＡおよびＬＥＤ素子部３０Ｂを設けたので、上記第１の実施の形態と同様の作用原理により、ＬＥＤ光を放出させると同時に、レーザ光を放出させることができる。よって、半導体発光素子１Ｊの光出力を増大させると共に、ＬＥＤ光と共にレーザ光を発生させることができる。即ち、上記第１の実施の形態とほぼ同等の効果を得ることができる。但し、本実施の形態では、ｐ側電極１３０Ａ，１３０Ｂを互いに独立に形成したので、レーザ素子部３０ＡおよびＬＥＤ素子部３０Ｂをそれぞれ独立に駆動制御することが可能である。また、レーザ素子部３０ＡおよびＬＥＤ素子部３０Ｂ同士の間に溝部３０Ｃを形成したので、上記第１の実施の形態に比べ、レーザ光を効率良く取り出すことができる。更に、溝部３０Ｃにより、レーザ素子部３０ＡとＬＥＤ素子部３０Ｂとの間で活性層１１３を分断すると共に、レーザ素子部３０Ａを２段階のリッジ構造としたので、上記第２の実施の形態よりも、レーザ発振を安定化させることが可能となる。
【００９３】
なお、上記第３の実施形態では、レーザ素子部３０ＡとＬＥＤ素子部３０Ｂとの間に、溝部３０Ｃを形成したが、この溝部３０Ｃに、例えば上記変形例５，６で説明したような、逆型の半導体（ｎ型（上層）とｐ型（下層）の半導体を積層したもの）や、絶縁体等を埋め込むようにしてもよい。
【００９４】
また、上記第３の実施の形態の半導体発光素子１Ｊは、端面発光型であるため、上記変形例４と同様のリフレクタ２を用いて、半導体発光素子１Ｊから放出される光を上方に立ち上げるようにしてもよい。
【００９５】
更に、上記第３実施の形態では、レーザ素子部３０Ａを上部リッジＲ１と下部リッジＲ２とからなる２段階リッジ構造としたが、２段階に限らず、３段階以上のリッジ構造としてもよい。また、溝部３０Ｃが基板１１０の表面まで完全に貫通して、下部リッジＲ２を形成する構成を例に挙げたが、溝部３０Ｃは、少なくとも活性層１１３を貫通していればよく、必ずしも基板１１０の表面まで達していなくともよい。活性層１１３が分断されていれば、上述したように、レーザ素子部３０ＡおよびＬＥＤ素子部３０Ｂにおける各発光作用がより安定するからである。
【００９６】
＜第４の実施の形態＞
［半導体発光素子１Ｋの構成］
図２３は、本発明の第４の実施形態に係る半導体発光素子（半導体発光素子１Ｋ）の断面構造を表すものである。図２４（Ａ）は、半導体発光素子１Ｋをフロント端面の側からみたものであり、図２４（Ｂ）は、半導体発光素子１Ｋをリヤ端面からみたものである。半導体発光素子１Ｋは、上記第１の実施の形態の半導体発光素子１Ａと同様、各種照明や表示灯等に利用される光源であり、主に一対の端面から発光が行われる端面発光型の発光素子である。なお、以下では、上記第１の実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００９７】
半導体発光素子１Ｋは、上記第１の実施の形態の半導体発光素子１Ａと同様、レーザ素子部４０Ａ（第１の素子部）およびＬＥＤ素子部４０Ｂ（第２の素子部）を、互いに同一の基板１１０上に交互に配置してなるアレイ構造を有している。活性層１１３を含む半導体層（バッファ層１１１〜ｐ側コンタクト層１１６）についても、上記第１の実施の形態と同様の積層構造を有すると共に、レーザ素子部４０ＡとＬＥＤ素子部４０Ｂとの間で、互いに同一の組成および厚みで連続的に形成されている。また、レーザ素子部４０ＡとＬＥＤ素子部４０Ｂとの境界付近には、イオン打ち込み層１０Ｃが形成され、このイオン打ち込み層１０Ｃにより、レーザ素子部４０Ａへ注入される電流が狭窄されるようになっている。ｐ側電極１１７およびｎ側電極１１８は、レーザ素子部４０ＡとＬＥＤ素子部４０Ｂとの間で共通の電極として連続的に形成されている。
【００９８】
レーザ素子部４０Ａは、上記第１の実施の形態のレーザ素子部１０Ａと同様、主に誘導放出により光を放出する半導体発光素子であり、ＬＥＤ素子部４０Ｂは、上記第１の実施の形態のＬＥＤ素子部１０Ｂと同様、自然放出により光を放出する半導体発光素子である。レーザ素子部４０ＡおよびＬＥＤ素子部４０Ｂの幅等の寸法についても、上記第１の実施の形態のレーザ素子部１０ＡおよびＬＥＤ素子部１０Ｂと同様である。
【００９９】
但し、本実施の形態では、上記第１の実施の形態の半導体発光素子１Ａと異なり、半導体層の積層構造において、バッファ層１１１とｎ型クラッド層１１２との間に、ブラッグ反射層１４０が設けられている。ブラッグ反射層部１４０は、例えばｎ型ＡｌＩｎＰおよびｎ型ＧａＡｓを１または複数回交互に積層したものである。例えば、厚みが５０ｎｍのｎ型ＡｌＩｎＰと、厚みが４０ｎｍのｎ型ＧａＡｓとの積層体を１ペアとして、例えば１０ペア分組み合わせたものが挙げられる。ブラッグ反射層部１４０は、このような積層構造により、入射した光を所定の角度方向に反射させるようになっている。
【０１００】
（端面の構成）
上記のような半導体発光素子１Ｋは、上記第１の実施の形態の半導体発光素子１Ａと同様、対向する一対の端面（フロント端面およびリヤ端面）のそれぞれから光を放出するものである。これらのフロント端面およびリヤ端面は、レーザ素子部４０ＡおよびＬＥＤ素子部４０Ｂに共通の面であり、上述したような反射率制御のためのコーティングがなされている。具体的には、図２４（Ａ）に示したように、フロント端面では、その全域が、低反射率コート４１ＦＡにより覆われている。一方、図２４（Ｂ）に示したように、リヤ端面では、レーザ素子部４０Ａに対応して高反射率コート４１ＲＢ、ＬＥＤ素子部４０Ｂに対応して低反射率コート４１ＲＡが形成されている。溝部１０Ｃに対応する領域については、上記第１の実施の形態と同様、フロント端面およびリヤ端面の双方に低反射率コート４１ＦＡ，４１ＲＡが形成されていることが望ましい。これらの低反射率コート４１ＦＡ，４１ＲＡおよび高反射率コート４１ＲＢは、上記第１の実施の形態の低反射率コート１１ＦＡ，１１ＲＡおよび高反射率コート１１ＲＢと同様の手法により、その反射率制御がなされるようになっている。
【０１０１】
［半導体発光素子１Ｋの製造方法］
半導体発光素子１Ｋは、上記第１の実施の形態の半導体発光素子１Ａとほぼ同様のプロセスにより形成することができる。但し、基板１１０上に半導体層を順次エピタキシャル成長させる工程において、バッファ層１１１上にブラッグ反射層１４０を上述した積層構造となるように成長させるようにする。
【０１０２】
［半導体発光素子１Ｋの作用］
半導体発光素子１Ｋでは、ｐ側電極１１７およびｎ側電極１１８からキャリアが注入されると、ＬＥＤ素子部４０Ｂでは、上記第１の実施の形態のＬＥＤ素子部１０Ｂと同様の発光作用により、各端面からＬＥＤ光が放出される。一方、レーザ素子部４０Ａでは、イオン打ち込み層１０Ｃにより電流が狭窄されると共に、注入された電流量に応じて、上記第１の実施の形態のレーザ素子部１０Ａと同様の発光作用により、各端面からレーザ光が放出される。
【０１０３】
ここで、本実施の形態では、バッファ層１１１とｎ型クラッド層１１２との間にブラッグ反射層１４０が設けられていることにより、活性層１１３で発生した光のうち、下側（ｎ側）へ染み出す光は、ブラッグ反射層１４０で反射され、活性層１１３の側へ戻される。このため、発光光が基板１１０やバッファ層１１１において吸収されることが抑制される。ブラッグ反射層１４０において反射された光は、フロント端面およびリヤ端面間で活性層１１３内を伝播した後、ＬＥＤ光あるいはレーザ光として、素子外へ放出される。
【０１０４】
以上のように、本実施の形態では、基板１１０上に、レーザ素子部４０ＡおよびＬＥＤ素子部４０Ｂを設けたので、上記第１の実施の形態と同様の作用原理により、ＬＥＤ光を放出させると同時にレーザ光を放出させることができる。よって、半導体発光素子１Ｋの光出力が増加すると共に、ＬＥＤ光と共にレーザ光を発生させることができる。即ち、上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができる。また、バッファ層１１１とｎ型クラッド層１１２との間にブラッグ反射層１４０を形成したので、ｎ側（基板１１０やバッファ層１１１）での光吸収を抑制することができ、これにより、上記第１〜第３の実施の形態よりも光取り出し効率を向上させることができる。
【０１０５】
また、ここで、上記第４の実施の形態では、ブラッグ反射層１４０がｎ側に設けられているので、実装時には、ｐ側から光が取り出されるようにすることが望ましい。即ち、ｎ側を下にして、例えばヒートシンク機能を兼ねた電極ブロック（以下、単にヒートシンクという）にマウントした、いわゆるジャンクションアップ実装とするとよい。
【０１０６】
更に、上記第４の実施の形態では、フロント端面およびリヤ端面だけでなく、上面（ｐ側）からも光（ＬＥＤ光）の取り出しが可能な構造となっていることが望ましい。例えば、ｐ側コンタクト層１１６としてｐ型ＧａＰを用いると共に、ｐ側電極１１７としてＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等を用い、ｐ側が発光波長に対して透明となるようにする。あるいは、ｐ側電極１１７に複数の開口を設けることにより、光取り出しを行うようにしてもよい。これは、活性層１１３で発生した光が、ｎ側のブラッグ反射層１４０で反射された後、そのままｐ側へと進行し、最終的にｐ側コンタクト層１１６やｐ側電極１１７によって吸収されてしまうことがあるためである。上記のように、ｐ側からも光取り出しを行うようにすれば、ｎ側だけでなく、ｐ側での光吸収をも抑制することができ、より光取り出し効率を向上させることができる。
【０１０７】
＜変形例８＞
次に、上記第４の実施の形態の変形例（変形例８）について説明する。図２５は、変形例８に係る半導体発光素子（半導体発光素子１Ｌ）の断面構造を表すものである。半導体発光素子１Ｌは、上記第４の実施の形態と同様、基板１１０上にレーザ素子部４０ＡとＬＥＤ素子部４０Ｂとを有すると共に、これらの間にイオン打ち込み層１０Ｃが形成されたものである。但し、本実施の形態では、半導体積層構造において、ブラッグ反射層１４０がｎ側に設けられてなる上記第４の実施の形態と異なり、ブラッグ反射層１４０がｐ側、具体的にはｐ型クラッド層１１４と保護層１１５との間に設けられている。
【０１０８】
半導体発光素子１Ｌでは、ブラッグ反射層１４０が、ｐ側に設けられていることにより、活性層１１３で発生した光のうち、ｐ側へ染み出す光は、ブラッグ反射層１４０で反射され、活性層１１３の側へ戻される。このため、発光光がｐ側電極１１７やｐ側コンタクト層１１６において吸収されることが抑制される。このブラッグ反射層１４０において反射された光は、フロント端面およびリヤ端面間で活性層１１３内を伝播したのち、ＬＥＤ光あるいはレーザ光として、素子外へ放出される。
【０１０９】
従って、上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができると共に、ｐ側における光吸収を抑制することができるため、上記第１〜第３の実施の形態よりも光取り出し効率を向上させることができる。
【０１１０】
また、本変形例によれば、ｐ側を下にしてヒートシンクにマウントする、いわゆるジャンクションダウン実装を行うことができる。これにより、ｎ側を下にしてジャンクションアップ実装がなされる上記第４の実施の形態よりも、半導体発光素子ＩＫの排熱を効率的に行うことが可能となる。
【０１１１】
なお、上記第４の実施の形態では、レーザ素子部４０ＡとＬＥＤ素子部４０Ｂとの間に、イオン打ち込み層１０Ｃを設けた構成を例に挙げたが、これに限定されず、上記変形例１の不純物拡散層１０Ｃ１や上記変形例２の絶縁膜１０Ｃ２を設けるようにしてもよい。
【０１１２】
また、上記第４の実施の形態では、ｐ側電極１１７が、レーザ素子部４０ＡおよびＬＥＤ素子部４０Ｂの共通の電極として連続的に形成された構成を例に挙げて説明したが、ｐ側電極１１７の構成はこれに限定されない。上記変形例３のように、レーザ素子部４０ＡとＬＥＤ素子部４０Ｂとの間で互いに独立となるように形成してもよい。
【０１１３】
更に、上記第４の実施の形態の半導体発光素子１Ｊは、端面発光型であるため、上記変形例４と同様のリフレクタ２を用いて、半導体発光素子１Ｊから放出される光を上方に立ち上げるようにしてもよい。
【０１１４】
加えて、上記第４の実施の形態では、レーザ素子部４０ＡとＬＥＤ素子部４０Ｂとの間で、半導体層が連続的に形成された構成を例に挙げて説明したが、これに限定されず、上記第２および第３の実施の形態のように、各素子部間に溝部を設けるようにしてもよい。また、この溝部を、変形例５，６のように、逆型の半導体や絶縁体で埋め込むようにしてもよい。
【０１１５】
また、上記第４の実施の形態では、上記第１の実施の形態における半導体層と同様の積層構造を例に挙げて説明したが、これに限定されず、上記第２および第３の実施の形態のような半導体積層構造としてもよい。いずれの場合にも、上述した有機金属気相成長法によるエピタキシャル成長工程において、ブラッグ反射層１４０を形成すればよい。
【０１１６】
＜第５の実施の形態＞
［半導体発光素子１Ｍの構成］
図２６は、本発明の第５の実施形態に係る半導体発光素子（半導体発光素子１Ｍ）の断面構造を表すものである。図２７（Ａ）は、半導体発光素子１Ｍをフロント端面の側からみたものであり、図２７（Ｂ）は、半導体発光素子１Ｍをリヤ端面からみたものである。半導体発光素子１Ｍは、上記第１の実施の形態の半導体発光素子１Ａと同様、主に一対の端面から発光が行われる端面発光型の発光素子であるが、本実施の形態では、ｎ側電極の側からも光（ＬＥＤ光）が取り出されるようになっている。なお、以下では、上記第１の実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１１７】
半導体発光素子１Ｍは、上記第１の実施の形態の半導体発光素子１Ａと同様、レーザ素子部５０Ａ（第１の素子部）およびＬＥＤ素子部５０Ｂ（第２の素子部）を、互いに同一の基板１５０上に交互に配置してなるアレイ構造を有している。活性層１１３を含む半導体層（ｎ型クラッド層１１２〜ｐ側コンタクト層１１６）についても、上記第１の実施の形態と同様の積層構造を有すると共に、レーザ素子部５０ＡとＬＥＤ素子部５０Ｂとの間で、互いに同一の組成および厚みで連続的に形成されている。また、レーザ素子部５０ＡとＬＥＤ素子部５０Ｂとの境界付近には、イオン打ち込み層１０Ｃが形成され、このイオン打ち込み層１０Ｃにより、レーザ素子部５０Ａへ注入される電流が狭窄されるようになっている。ｐ側電極１１７およびｎ側電極１５２は、レーザ素子部５０ＡとＬＥＤ素子部５０Ｂとの間で共通の電極として連続的に形成されている。
【０１１８】
レーザ素子部５０Ａは、上記第１の実施の形態のレーザ素子部１０Ａと同様、主に誘導放出により光を放出する半導体発光素子であり、ＬＥＤ素子部５０Ｂは、上記第１の実施の形態のＬＥＤ素子部１０Ｂと同様、自然放出により光を放出する半導体発光素子である。レーザ素子部５０ＡおよびＬＥＤ素子部５０Ｂの幅等の寸法についても、上記第１の実施の形態のレーザ素子部１０ＡおよびＬＥＤ素子部１０Ｂと同様である。
【０１１９】
但し、本実施の形態では、ｎ側に配置された基板１５０、バッファ層１５１およびｎ側電極１５２が発光波長に対して透明な材料で構成されている点で、上記第１の実施の形態と異なっている。即ち、基板１５０は、例えばｎ型ＧａＰからなり、バッファ層１５１は、例えばｎ型ＧａＰおよびｎ型ＧａＩｎＰのうちの少なくとも一方により構成されている。ｎ側電極１５２は、例えばＩＴＯ等から構成されている。このような構成により、半導体発光素子１Ｍでは、ｎ側電極１５２の側からも光取り出しが可能となる。なお、基板１５０は、上記のようにｎ型ＧａＰから構成されていることが望ましいが、用途によってはｎ型ＩｎＰにより構成されていてもよい。
【０１２０】
また、上記のようにｎ側からも光取り出しを行うべく、半導体発光素子１Ｍでは、ｐ側を下にして、ｎ側を上にしたジャンクションダウン実装となるように、図示しないヒートシンクにマウントされるようになっている。
【０１２１】
（端面の構成）
上記のような半導体発光素子１Ｍは、対向する一対の端面（フロント端面およびリヤ端面）のそれぞれから光を放出するものである。これらのフロント端面およびリヤ端面は、レーザ素子部５０ＡおよびＬＥＤ素子部５０Ｂに共通の面であり、上述したような反射率制御のためのコーティングがなされている。具体的には、図２７（Ａ）に示したように、フロント端面では、その全域が、低反射率コート５１ＦＡにより覆われている。一方、図２７（Ｂ）に示したように、リヤ端面では、レーザ素子部５０Ａに対応して高反射率コート５１ＲＢ、ＬＥＤ素子部５０Ｂに対応して低反射率コート５１ＲＡが形成されている。溝部１０Ｃに対応する領域については、上記第１の実施の形態と同様、フロント端面およびリヤ端面の双方に低反射率コート５１ＦＡ，５１ＲＡが形成されていることが望ましい。これらの低反射率コート５１ＦＡ，５１ＲＡおよび高反射率コート５１ＲＢは、上記第１の実施の形態の低反射率コート１１ＦＡ，１１ＲＡおよび高反射率コート１１ＲＢと同様の手法により、その反射率制御がなされるようになっている。
【０１２２】
［半導体発光素子１Ｍの製造方法］
半導体発光素子１Ｍは、上記第１の実施の形態の半導体発光素子１Ａとほぼ同様のプロセスにより形成することができる。但し、本実施の形態では、基板１５０がｎ型ＧａＰからなり、この基板１５０と半導体層との格子整合を行うことが非常に困難である。従って、他のｎ型ＧａＡｓ等よりなる基板上に、一旦、上述した材料よりなる半導体層をエピタキシャル成長させた後、形成した半導体層からｎ型ＧａＡｓ基板を、例えば研磨やエッチングにより除去して、基板１５０を貼り合わせるようにすればよい。
【０１２３】
［半導体発光素子１Ｍの作用］
半導体発光素子１Ｍでは、ｐ側電極１１７およびｎ側電極１５２からキャリアが注入されると、ＬＥＤ素子部５０Ｂでは、上記第１の実施の形態のＬＥＤ素子部１０Ｂと同様の発光作用により、各端面からＬＥＤ光が放出される。一方、レーザ素子部５０Ａでは、イオン打ち込み層１０Ｃにより電流が狭窄されると共に、注入された電流量に応じて、上記第１の実施の形態のレーザ素子部１０Ａと同様の発光作用により、各端面からレーザ光が放出される。
【０１２４】
ここで、本実施の形態では、基板１５０、バッファ層１５１およびｎ側電極１５２がそれぞれ発光波長に対して透明な材料により構成されている。これにより、活性層１１３で発生した光のうち、ｎ側へ染み出す光は、バッファ層１５１、基板１５０およびｎ側電極１５２を透過して、ｎ側電極１５２から取り出される。
【０１２５】
このように本実施の形態では、基板１５０上に、レーザ素子部５０ＡおよびＬＥＤ素子部５０Ｂを設けたので、上記第１の実施の形態と同様の作用原理により、ＬＥＤ光を放出させると同時にレーザ光を放出させることができる。よって、半導体発光素子１Ｍの光出力が増加すると共に、ＬＥＤ光と共にレーザ光を発生させることができる。即ち、上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができる。また、基板１５０、バッファ層１５１およびｎ側電極１５２を透明としたので、ｎ側における光吸収を抑制することができ、これにより、上記第１〜第３の実施の形態よりもＬＥＤ光の光取り出し効率を向上させることができる。
【０１２６】
なお、上記第５の実施の形態では、活性層１１３で発生した光のうち、ｎ側へ染み出す光は、上述のようにｎ側を透過して素子外へ取り出されるが、ｐ側へ染み出す光については、ｐ側コンタクト層１１６やｐ側電極１１７により吸収されてしまうことがある。従って、上記変形例８のように、ｐ側にブラッグ反射層を設けるようにしてもよい。これにより、活性層１１３からｐ側へ染み出した光をブラッグ反射層で反射させて、活性層１１３の側へ戻すことができる。活性層１１３へ戻った光は、活性層１１３内を伝播した後、ＬＥＤ光あるいはレーザ光として各端面から取り出される。また、この一方で、ブラッグ反射層で反射された光のうち、そのままｎ側へ向けて進行する光が生じることがあるが、このような光は、バッファ層１５１、基板１５０およびｎ側電極１５２を透過して、ｎ側から取り出される。よって、上記第５の実施の形態において、上記変形例８で説明したブラッグ反射層（ｐ側）を用いることにより、上記第１〜第４の実施の形態よりも、光取り出し効率を向上させることができる。
【０１２７】
また、上記第５の実施の形態では、ｎ側電極１５２を透明電極により構成したが、これに限定されず、ｎ側電極１５２に光取り出し用の複数の開口を設けるようにしてもよい。
【０１２８】
更に、上記第５の実施の形態では、レーザ素子部５０ＡとＬＥＤ素子部５０Ｂとの間に、イオン打ち込み層１０Ｃを設けた構成を例に挙げたが、これに限定されず、上記変形例１の不純物拡散層１０Ｃ１や、上記変形例２の絶縁膜１０Ｃ２を設けるようにしてもよい。
【０１２９】
加えて、上記第５の実施の形態では、ｐ側電極１１７が、レーザ素子部５０ＡおよびＬＥＤ素子部５０Ｂの共通の電極として連続的に形成された構成を例に挙げて説明したが、ｐ側電極１１７の構成はこれに限定されない。上記変形例３のように、レーザ素子部５０ＡとＬＥＤ素子部５０Ｂとの間で互いに独立となるように形成してもよい。
【０１３０】
また、上記第５の実施の形態の半導体発光素子１Ｍは、上面（ｎ側電極の側）からＬＥＤ光が取り出されるものの、レーザ光や一部のＬＥＤ光については端面から取り出される。このため、上記変形例４と同様のリフレクタ２を用いて、半導体発光素子１Ｍから放出される光を上方に立ち上げるようにしてもよい。
【０１３１】
更に、上記第５の実施の形態では、レーザ素子部５０ＡとＬＥＤ素子部５０Ｂとの間で、半導体層が連続的に形成された構成を例に挙げて説明したが、これに限定されず、上記第２および第３の実施の形態のように、各素子部間に溝部を設けるようにしてもよい。また、この溝部を、変形例５，６のように、逆型の半導体や絶縁体で埋め込むようにしてもよい。
【０１３２】
加えて、上記第５の実施の形態では、上記第１の実施の形態における半導体層と同様の積層構造を例に挙げて説明したが、これに限定されず、上記第２〜第４の実施の形態のような半導体積層構造としてもよい。いずれの場合にも、上述したように、ｎ型のＧａＡｓ基板へのエピタキシャル成長工程の後、ｎ型のＧａＡｓ基板を除去して、透明な基板１５０を貼り付けるようにすればよい。
【０１３３】
＜第６の実施の形態＞
［半導体発光素子１Ｎの構成］
図２８は、本発明の第６の実施形態に係る半導体発光素子（半導体発光素子１Ｎ）の断面構造を表すものである。半導体発光素子１Ｎは、主にｎ側電極１５２の側から光が取り出される、いわゆる面発光型の半導体発光素子である。なお、以下では、上記第１の実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１３４】
半導体発光素子１Ｎは、上記第１の実施の形態の半導体発光素子１Ａと同様、レーザ素子部６０Ａ（第１の素子部）およびＬＥＤ素子部５０Ｂ（第２の素子部）を、互いに同一の基板１５０上に交互に配置してなるアレイ構造を有している。レーザ素子部６０ＡおよびＬＥＤ素子部５０Ｂは、上記第５の実施の形態で説明したように、発光波長に対して透明な基板１５０（バッファ層１５１）上に設けられている。なお、本実施の形態では、半導体発光素子１Ｎがｐ側を下にしたジャンクションダウンにより実装されるため、ｐ側を下側、ｎ側を上側として説明する。
【０１３５】
但し、本実施の形態では、上記第１〜第５の実施の形態と異なり、レーザ素子部６０ＡおよびＬＥＤ素子部５０Ｂが、互いに異なる半導体積層構造を有している。即ち、レーザ素子部６０Ａは、面発光型の半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER）となっている。このレーザ素子部６０Ａは、例えば基板１５０上に、バッファ層１５１、上側ブラッグ反射層１６２、ｎ型クラッド層１６３、活性層１１３、ｐ型クラッド層１６５、下側ブラッグ反射層１６６およびｐ側コンタクト層１１６がこの順に積層してなるものである。上側ブラッグ反射層１６２および下側ブラッグ反射層１６６は、上記第４の実施の形態におけるブラッグ反射層１４０と同様の積層構造により構成されている。本実施の形態では、これらの上側ブラッグ反射層１６２および下側ブラッグ反射層１６６が、レーザ素子部６０Ａにおける一対の共振器反射面を形成する。このため、上側ブラッグ反射層１６２が低反射率、下側ブラッグ反射層１６６が高反射率となるように反射率制御を行う。ｎ型クラッド層１６３は、例えばｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなり、ｐ型クラッド層１６５は、例えばｐ型ＡｌＧａＩｎＰから構成されている。
【０１３６】
これらのうち、ｎ型クラッド層１６３、活性層１１３およびｐ型クラッド層１６５は、一対の電流狭窄層１６７によって挟み込まれている。電流狭窄層１６７は、例えばイオンインプランテーションにより形成され、例えばプロトンイオンを含んで構成されている。この電流狭窄層１６７により、レーザ素子部６０Ａにおいて、横方向の光閉じ込めが可能となる。ｐ側コンタクト層１１６上には、ｐ側電極１６８が設けられている。ｎ側電極１５２は、基板１５０の裏面において、レーザ素子部６０ＡからＬＥＤ素子部５０Ｂにかけて連続的に形成されている。なお、本実施の形態では、フロント端面およびリヤ端面の双方に低反射率コートが施されていることが望ましい。
【０１３７】
［半導体発光素子１Ｎの製造方法］
半導体発光素子１Ｎを製造する際には、上記第１〜第５の実施の形態と異なり、レーザ素子部６０ＡとＬＥＤ素子部５０Ｂとにおいて、エピタキシャル成長をそれぞれ独立に行う必要がある。レーザ素子部６０ＡおよびＬＥＤ素子部５０Ｂのうちどちらを先に形成してもよいが、ここでは、レーザ素子部６０Ａの半導体積層構造を形成した後、ＬＥＤ素子部５０Ｂの積層構造を形成する場合を例に挙げて説明する。
【０１３８】
即ち、まず、ｎ型ＧａＡｓよりなる基板の全面に、バッファ層１５１、上側ブラッグ反射層１６２、ｎ型クラッド層１６３、活性層１１３、ｐ型クラッド層１６５、下側ブラッグ反射層１６６およびｐ側コンタクト層１１６を順次形成する（第１成長工程）。この後、例えばフォトリソグラフィ法を用いて、形成した半導体層のうち、選択的な領域（レーザ素子部６０Ａの形成領域）のみを残し、他の領域（ＬＥＤ素子部５０Ｂの形成領域）の半導体層を除去する。続いて、この他の領域に、バッファ層１５１、ｎ型クラッド層１１２、活性層１１３、ｐ型クラッド層１１４、保護層１１５およびｐ側コンタクト層１１６を順次形成する（第２成長工程）。この後、それぞれの領域で成長させた半導体層表面にガラスや樹脂あるいは半導体からなるウェハを貼り合わせたのち、ｎ型ＧａＡｓ基板を研磨やエッチングによって除去し、基板１５０を貼り付ける。
【０１３９】
なお、ここでは、上記第１成長工程においてレーザ素子部６０Ａとしての半導体層を全面に形成したのち、不要な部分を除去することにより、所望の領域に半導体層を形成するようにしたが、これに限定されず、例えば次のような手法を用いることもできる。即ち、ｎ型ＧａＡｓ基板上に、エピタキシャル成長の妨げとなる物質、例えば二酸化シリコン（ＳｉＯ2）や窒化シリコン（ＳｉＮ）などの材料を予めパターニングしておき、その後にエピタキシャル成長を行うようにしてもよい。
【０１４０】
次いで、レーザ素子部６０Ａに対応する半導体層の所定の領域に、例えばプロトンイオンをイオンインプランテーションにより打ち込むことにより、電流狭窄層１６７を形成する。最後に、ｐ側コンタクト層１１６の表面にｐ側電極１１７，１６８、基板１５０の裏面にｎ側電極１５２をそれぞれ形成することにより、図２８に示した半導体発光素子１Ｎを完成する。
【０１４１】
［半導体発光素子１Ｎの作用］
半導体発光素子１Ｎでは、ＬＥＤ素子部５０Ｂにおいて、ｐ側電極１１７およびｎ側電極１５２からキャリアが注入されると、上記第１の実施の形態のＬＥＤ素子部１０Ｂと同様の作用原理により、各端面からＬＥＤ光が放出される。また、活性層１１３から発生したＬＥＤ光は、バッファ層１５１、基板１５０およびｎ側電極１５２を透過してｎ側からも放出される。
【０１４２】
一方、レーザ素子部６０Ａでは、ｐ側電極１６８およびｎ側電極１５２からキャリアが注入されると、上記第１の実施の形態のレーザ素子部１０Ａとほぼ同様の作用原理により、レーザ光が放出される。但し、本実施の形態では、活性層１１３から発生した光が、上側ブラッグ反射層１６２と下側ブラッグ反射層１６６との間で反射を繰り返すことにより、誘導放出が起こる。増幅された光は、上側ブラッグ反射層１６２を透過して、ｎ側電極１５２の上面からレーザ光として放出される。
【０１４３】
以上のように、本実施の形態では、基板１５０上に、レーザ素子部６０ＡおよびＬＥＤ素子部５０Ｂを設けたので、ＬＥＤ光を放出させると同時にレーザ光を放出させることができる。よって、半導体発光素子１Ｎの光出力が増加すると共に、ＬＥＤ光と共にレーザ光を発生させることができる。即ち、上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができる。また、レーザ素子部６０ＡおよびＬＥＤ素子部５０Ｂの光取り出しをｎ側電極１５２の上面から行うようにしたので、リフレクタ等の設置が不要となり、使い勝手が良くなる。
【０１４４】
＜第７の実施の形態＞
［半導体発光素子１Ｐの構成］
図２９は、本発明の第７の実施形態に係る半導体発光素子（半導体発光素子１Ｐ）の断面構造を表すものである。半導体発光素子１Ｐは、ｎ側電極１５２の側から光が取り出される、いわゆる面発光型の半導体発光素子である。なお、以下では、上記第１の実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１４５】
半導体発光素子１Ｐは、上記第１の実施の形態の半導体発光素子１Ａと同様、レーザ素子部６０Ａ（第１の素子部）およびＬＥＤ素子部６０Ｂ（第２の素子部）を、互いに同一の基板１５０上に交互に配置してなるアレイ構造を有している。なお、本実施の形態では、半導体発光素子１Ｐがｐ側を下にしたジャンクションダウンにより実装されるため、ｐ側を下側、ｎ側を上側として説明する。レーザ素子部６０Ａは、上記第６の実施の形態と同様、ＶＣＳＥＬにより構成されている。
【０１４６】
本実施の形態では、ＬＥＤ素子部６０Ｂが、共振器構造を有する上面発光型の発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ：Resonant-Cavity Light Emitting Diode）となっている。このＲＣＬＥＤとＶＣＳＥＬとにおける半導体層は、互いに同一の組成および厚みで形成されると共に、共通の層として連続的に形成されている。但し、ＬＥＤ素子部６０Ｂは、電流狭窄層１６７を有しておらず、また、レーザ素子部６０Ａよりも広い幅（面積）となるように形成されている。なお、本実施の形態においても、上記第６の実施の形態と同様、フロント端面およびリヤ端面の双方に低反射率コートが施されていることが望ましい。
【０１４７】
［半導体発光素子１Ｐの製造方法］
半導体発光素子１Ｐを製造する際には、上記のように、ＲＣＬＥＤおよびＶＣＳＥＬにおける半導体積層構造が共通であるため、エピタキシャル成長工程は一回でよい。例えば、まず、他のｎ型ＧａＡｓ等よりなる基板上に、一旦、上述した材料よりなる半導体層を順次成長させた後、ｎ型ＧａＡｓ基板を除去して、代わりに基板１５０を貼り合わせる。この後、レーザ素子部６０Ａの所定の領域に、例えばプロトンイオンをイオンインプランテーションによって打ち込むことにより、電流狭窄層１６７を形成する。最後に、ｐ側コンタクト層１１６の表面にｐ側電極１１７，１６８、基板１５０の裏面にｎ側電極１５２をそれぞれ形成することにより、図２９に示した半導体発光素子１Ｐを完成する。
【０１４８】
［半導体発光素子１Ｐの作用］
半導体発光素子１Ｐでは、ＬＥＤ素子部６０Ｂにおいて、ｐ側電極１１７およびｎ側電極１５２からキャリアが注入されると、上記第１の実施の形態のＬＥＤ素子部１０Ｂとほぼ同様の作用原理により、ＬＥＤ光が放出される。但し、本実施の形態では、活性層１１３から発生した光は、上側ブラッグ反射層１６２を透過して、ｎ側電極１５２の上面からＬＥＤ光として放出される。
【０１４９】
一方、レーザ素子部６０Ａでは、ｐ側電極１６８およびｎ側電極１５２からキャリアが注入されると、上記第１の実施の形態のレーザ素子部１０Ａとほぼ同様の作用原理により、レーザ光が放出される。但し、本実施の形態では、活性層１１３から発生した光が、上側ブラッグ反射層１６２と下側ブラッグ反射層１６６との間で反射を繰り返すことにより、誘導放出が起こる。増幅された光は、上側ブラッグ反射層１６２を透過して、ｎ側電極１５２の上面からレーザ光として放出される。
【０１５０】
ここで、レーザ素子部６０Ａが、ＬＥＤ素子部６０Ｂに比べて狭い幅で設けられると共に、電流狭窄層１６７を有することにより、レーザ素子部６０Ａでは、注入電流密度が高くなり、レーザ発振が起こり易くなる。一方、ＬＥＤ素子部６０Ｂの幅はレーザ素子部６０Ａよりも広く、電流狭窄構造を有していないため、ＬＥＤ素子部６０Ｂでは、注入電流密度が低くなり、レーザ発振には至らずＬＥＤ光を放出する。
【０１５１】
以上のように、本実施の形態では、基板１５０上に、レーザ素子部６０ＡおよびＬＥＤ素子部６０Ｂを設けたので、ＬＥＤ光を放出させると同時にレーザ光を放出させることができる。よって、半導体発光素子１Ｎの光出力が増加すると共に、ＬＥＤ光と共にレーザ光を発生させることができる。即ち、上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができる。また、レーザ素子部６０ＡおよびＬＥＤ素子部６０Ｂの光取り出しをｎ側電極１５２の上面から行うようにしたので、上記第６の実施の形態と同等の効果を得ることができる。更に、ＬＥＤ素子部６０ＢをＲＣＬＥＤとすることにより、ＶＣＳＥＬからなるレーザ素子部６０Ａと、共通の半導体積層構造とすることができるため、１回のエピタキシャル成長で各素子部を形成することができる。よって、上記第６の実施の形態よりもプロセスを簡易化させることが可能となる。
【０１５２】
なお、上記第６および第７の実施の形態では、ｎ側電極１５２を透明電極により構成したが、これに限定されず、ｎ側電極１５２に光取り出し用の複数の開口を設けるようにしてもよい。また、上記第７の実施の形態では、ｐ側電極をレーザ素子部６０ＡおよびＬＥＤ素子部６０Ｂ間で共通電極として形成してもよい。
【０１５３】
＜変形例９＞
図３０は、変形例９に係る半導体発光素子を他の側面（フロント端面よびリヤ端面以外の左右側面：以下、単に「側面」という）からみたものである。本変形例は、上記第１〜第７の実施の形態のそれぞれに適用されるが、ここでは、上記第１の実施の形態の半導体発光素子１Ａを例に挙げて説明する。
【０１５４】
上記第１の実施形態で説明したように、フロント端面には低反射率コート１１ＦＡが形され、リヤ端面には低反射率コート１１ＲＡおよび高反射率コート１１ＲＢが形成されるが、本変形例では、更に側面にも低反射率コート１１ＳＡを形成している。但し、側面に低反射率コート１１ＳＡを有すること以外は、上記第１の実施の形態の半導体発光素子１Ａと同様の構成となっている。
【０１５５】
本変形例では、ｐ側電極１１７とｎ側電極１１８との間に、キャリアが注入されると、上記第１の実施の形態と同様の作用原理により、ＬＥＤ素子部１０ＢからはＬＥＤ光、レーザ素子部１０Ａからはレーザ光がそれぞれ放出される。よって、上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができる。また、ここで、半導体発光素子１Ｂの左右両端には、ＬＥＤ素子部１０Ｂが配置されているため、フロント端面およびリヤ端面に加え、側面からもＬＥＤ光が放出される。このため、半導体発光素子１Ｂの側面に、低反射率コート１１ＳＡが形成されていることにより、ＬＥＤ光を側面からも効率良く取り出すことができる。このように、反射率制御のためのコーティングは、フロント端面およびリヤ端面に限らず、他の側面に形成してもよい。
【０１５６】
以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態等では、基板上に１つのレーザ素子部を間にして、２つのＬＥＤ素子部が設けられたアレイ構造を例に挙げて説明したが、レーザ素子部およびＬＥＤ素子部のそれぞれの個数や配置関係については、これに限定されない。
【０１５７】
また、上記実施の形態等では、端面における反射率制御の一例として、低反射率コートの反射率が７〜１５％、高反射率コートの反射率が９０〜９５％である場合を例に挙げたが、各反射率の範囲はこれに限定されるものではない。というのも、ＬＥＤ素子部のフロント端面およびリヤ端面のそれぞれに低反射率コートを形成する目的は、ＬＥＤ光を取り出し易くするためであり、レーザ素子部において一方の端面に高反射率コートを形成する目的は、レーザ発振を生じ易くするためである。従って、ＬＥＤ素子部ではＬＥＤ光、レーザ素子部ではレーザ光がそれぞれ発生するように各反射率が設定されていればよい。
【０１５８】
例えば、レーザ素子部１０Ａにおいて、フロント端面、リヤ端面ともに反射率を３２％程度としてもよく、この場合、各端面からは同程度の量のレーザ光が放出される。また、ＬＥＤ素子部１０Ｂにおいても、反射率を３２％程度にしてもよく、即ちフロント端面、リヤ端面の反射率を同じにしてもよい。各端面の反射率を同じにした場合、誘導放出現象は光密度だけで決まるので、レーザ発振に至るか否かはＬＥＤ領域とレーザ領域内の光閉じ込め効率の差に依存する。即ち、キャリアの量を増加させていくと、横方向に光閉じ込め機構のあるレーザ領域では、フロント端面およびリヤ端面での反射により、伝播する光の振幅が増加し、レーザ発振が生じる。ところが、ＬＥＤ領域では横方向の光閉じ込めが弱い上に、左右非対称であり、かつ面積が大きいことから、レーザ領域と比較して光密度が上がらずに、誘導放出に至りにくい。もちろんキャリアをさらに注入していけば、光密度が上がるため、いずれ誘導放出が起こり得る。
【符号の説明】
【０１５９】
１Ａ〜１Ｐ…半導体発光素子、１０Ａ，２０Ａ，３０Ａ，４０Ａ，５０Ａ，６０Ａ…レーザ素子部、１０Ｂ，２０Ｂ，３０Ｂ，４０Ｂ，５０Ｂ，６０Ｂ…ＬＥＤ素子部、１０Ｃ…イオン打ち込み層、１０Ｃ１…不純物拡散層、１０Ｃ２…絶縁膜、２０Ｃ，３０Ｃ…溝部、１１０，１５０…基板、１１１，１５１…バッファ層、１１２，１６３…ｎ型クラッド層、１１３…活性層、１１４，１６５…ｐ型クラッド層、１１４ａ…第１ｐ型クラッド層、１１４ｂ…第２ｐ型クラッド層、１１５…保護層、１１６…ｐ側コンタクト層、１１７，１１７Ａ（Ｂ），１２１，１２４Ａ（Ｂ），１３０Ａ（Ｂ），１６８…ｐ側電極、１１８，１５２…ｎ側電極、１２０…エッチングストップ層、１２２…ｎ型半導体、１２３絶縁体、１４０…ブラッグ反射層、１６２…上側ブラッグ反射層、１６６…下側ブラッグ反射層、１６７…電流狭窄層、１１ＦＡ（ＲＡ），２１ＦＡ（ＲＡ），３１ＦＡ（ＲＡ），４１ＦＡ（ＲＡ），５１ＦＡ（ＲＡ），１１ＳＡ…低反射率コート、１１ＲＢ，２１ＲＢ，３１ＲＢ，４１ＲＢ，５１ＲＢ…高反射率コート、Ｒ１，Ｒ２…リッジ、２…リフレクタ。
【図１】
2010219287.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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